Kondensator jest najczęściej używanym urządzeniem w projektowaniu obwodów, jest jednym z elementów pasywnych, urządzenie aktywne to po prostu zapotrzebowanie na źródło energii (elektrycznej) urządzenia zwane urządzeniem aktywnym, bez źródła energii (elektrycznego) urządzenia jest urządzeniem pasywnym .
Rola i zastosowanie kondensatorów jest na ogół różnorodne, takie jak: rola obejścia, odsprzęgania, filtrowania, magazynowania energii; W przebiegu oscylacji, synchronizacja i rola stałej czasowej.
Izolacja prądu stałego: Funkcja polega na zapobieganiu przepływowi prądu stałego i przepuszczaniu prądu przemiennego.
Obejście (odsprzęganie): Zapewnia ścieżkę o niskiej impedancji dla niektórych równoległych komponentów w obwodzie prądu przemiennego.
Kondensator obejściowy: Kondensator obejściowy, znany również jako kondensator odsprzęgający, to urządzenie magazynujące energię, które dostarcza energię do urządzenia. Wykorzystuje charakterystykę impedancji częstotliwości kondensatora, charakterystykę częstotliwości idealnego kondensatora wraz ze wzrostem częstotliwości, impedancja maleje, podobnie jak staw, może ujednolicić napięcie wyjściowe, zmniejszyć wahania napięcia obciążenia. Kondensator obejściowy powinien znajdować się jak najbliżej styku zasilania i styku uziemienia urządzenia obciążającego, co jest wymogiem dotyczącym impedancji.
Podczas rysowania płytki PCB należy zwrócić szczególną uwagę na fakt, że tylko wtedy, gdy znajduje się ona blisko elementu, może ona stłumić wzrost potencjału uziemienia i szumy spowodowane nadmiernym napięciem lub transmisją innego sygnału. Mówiąc wprost, składowa prądu przemiennego zasilacza prądu stałego jest połączona z zasilaczem poprzez kondensator, który pełni rolę oczyszczania zasilacza prądu stałego. C1 to kondensator obejściowy na poniższym rysunku, a rysunek powinien znajdować się jak najbliżej układu IC1.
Kondensator odsprzęgający: Kondensator odsprzęgający to zakłócenia sygnału wyjściowego jako obiekt filtra, kondensator odsprzęgający jest równoważny akumulatorowi, wykorzystuje jego ładowanie i rozładowywanie, dzięki czemu wzmocniony sygnał nie zostanie zakłócony przez mutację prądu . Jego pojemność zależy od częstotliwości sygnału i stopnia tłumienia tętnień, a kondensator odsprzęgający ma pełnić rolę „baterii”, aby sprostać zmianom prądu obwodu sterującego i uniknąć wzajemnych zakłóceń sprzęgających.
Kondensator obejściowy jest w rzeczywistości odsprzęgnięty, ale kondensator obejściowy ogólnie odnosi się do obejścia wysokiej częstotliwości, to znaczy poprawiającego szum przełączania wysokiej częstotliwości ścieżki zwalniającej o niskiej impedancji. Pojemność obejściowa wysokiej częstotliwości jest na ogół mała, a częstotliwość rezonansowa wynosi na ogół 0,1 F, 0,01 F itd. Pojemność kondensatora odsprzęgającego jest na ogół duża i może wynosić 10 F lub więcej, w zależności od rozproszonych parametrów w obwodzie i zmianę prądu napędu.
Różnica między nimi: bypass ma za zadanie filtrować zakłócenia w sygnale wejściowym jako obiekt, a odsprzęganie ma za zadanie filtrować zakłócenia w sygnale wyjściowym jako obiekt, aby zapobiec powrotowi sygnału zakłócającego do zasilacza.
Sprzężenie: Działa jako połączenie między dwoma obwodami, umożliwiając przejście sygnałów prądu przemiennego i przesłanie ich do obwodu następnego poziomu.
Kondensator służy jako element sprzęgający w celu przesłania poprzedniego sygnału do drugiego stopnia i zablokowania wpływu poprzedniego prądu stałego na drugi stopień, dzięki czemu debugowanie obwodu jest proste, a wydajność jest stabilna. Jeśli wzmocnienie sygnału prądu przemiennego nie zmienia się bez kondensatora, ale punkt pracy na wszystkich poziomach wymaga przeprojektowania, ze względu na wpływ przedniego i tylnego stopnia, debugowanie punktu pracy jest bardzo trudne i prawie niemożliwe do osiągnięcia przy wiele poziomów.
Filtr: Jest to bardzo ważne dla obwodu, kondensator za procesorem pełni w zasadzie tę rolę.
Oznacza to, że im większa częstotliwość f, tym mniejsza impedancja Z kondensatora. Gdy niska częstotliwość, pojemność C, ponieważ impedancja Z jest stosunkowo duża, użyteczne sygnały mogą przechodzić płynnie; Przy wysokiej częstotliwości kondensator C jest już bardzo mały ze względu na impedancję Z, która jest równoważna zwarciu szumu o wysokiej częstotliwości do GND.
Działanie filtra: idealna pojemność, im większa pojemność, tym mniejsza impedancja, tym wyższa częstotliwość przejścia. Kondensatory elektrolityczne mają zazwyczaj pojemność większą niż 1 uF i mają dużą składową indukcyjną, więc impedancja będzie duża przy wysokiej częstotliwości. Często widzimy, że czasami równolegle z małym kondensatorem znajduje się kondensator elektrolityczny o dużej pojemności, w rzeczywistości duży kondensator przy niskiej częstotliwości, mała pojemność przy wysokiej częstotliwości, aby w pełni odfiltrować wysokie i niskie częstotliwości. Im wyższa częstotliwość kondensatora, tym większe tłumienie, kondensator jest jak staw, kilka kropel wody to za mało, aby spowodować w nim dużą zmianę, czyli wahania napięcia nie są dobrym momentem, gdy napięcie może być buforowane.
Rysunek C2 Kompensacja temperatury: Aby poprawić stabilność obwodu poprzez kompensację efektu niewystarczającej zdolności dostosowania temperatury innych komponentów.
Analiza: Ponieważ pojemność kondensatora taktującego określa częstotliwość oscylacji oscylatora sieciowego, pojemność kondensatora taktującego musi być bardzo stabilna i nie zmieniać się wraz ze zmianą wilgotności otoczenia, aby częstotliwość oscylacji oscylatora Stabilny oscylator liniowy. Dlatego kondensatory o dodatnich i ujemnych współczynnikach temperaturowych są używane równolegle w celu uzupełnienia temperatury. Gdy temperatura robocza wzrasta, wydajność C1 rośnie, podczas gdy wydajność C2 maleje. Całkowita pojemność dwóch kondensatorów połączonych równolegle jest sumą pojemności dwóch kondensatorów. Ponieważ jedna pojemność rośnie, a druga maleje, całkowita pojemność pozostaje zasadniczo niezmieniona. Podobnie, gdy temperatura jest obniżona, pojemność jednego kondensatora jest zmniejszana, a drugiego zwiększana, a całkowita pojemność pozostaje w zasadzie niezmieniona, co stabilizuje częstotliwość oscylacji i osiąga cel kompensacji temperatury.
Czas: Kondensator jest używany w połączeniu z rezystorem w celu określenia stałej czasowej obwodu.
Gdy sygnał wejściowy przeskakuje z niskiego na wysoki, obwód RC jest wprowadzany po buforowaniu 1. Charakterystyka ładowania kondensatora sprawia, że sygnał w punkcie B nie przeskakuje natychmiast z sygnałem wejściowym, ale ma proces stopniowego zwiększania się. Gdy bufor 2 jest wystarczająco duży, następuje odwrócenie, co powoduje opóźniony skok z poziomu niskiego do wysokiego na wyjściu.
Stała czasowa: Biorąc za przykład zwykły układ scalony serii RC, gdy napięcie sygnału wejściowego jest przyłożone do końca wejściowego, napięcie na kondensatorze stopniowo rośnie. Prąd ładowania maleje wraz ze wzrostem napięcia, rezystor R i kondensator C są połączone szeregowo z sygnałem wejściowym VI i sygnałem wyjściowym V0 z kondensatora C, gdy wartość RC (τ) i wejściowa fala prostokątna szerokość tW spełnia: τ „tW”, obwód ten nazywany jest układem scalonym.
Strojenie: Systematyczne strojenie obwodów zależnych od częstotliwości, takich jak telefony komórkowe, radia i telewizory.
Ponieważ częstotliwość rezonansowa obwodu oscylacyjnego dostrojonego przez układ scalony jest funkcją układu scalonego, stwierdzamy, że stosunek maksymalnej do minimalnej częstotliwości rezonansowej obwodu oscylacyjnego zmienia się wraz z pierwiastkiem kwadratowym stosunku pojemności. Stosunek pojemności odnosi się tutaj do stosunku pojemności, gdy napięcie polaryzacji zaporowej jest najniższe, do pojemności, gdy napięcie polaryzacji zaporowej jest najwyższe. Dlatego krzywa charakterystyczna strojenia obwodu (częstotliwość rezonansowa odchylenia) jest w zasadzie parabolą.
Prostownik: włączanie lub wyłączanie elementu przełączającego przewodu półzamkniętego w określonym czasie.
Magazynowanie energii: Magazynowanie energii elektrycznej w celu jej uwolnienia w razie potrzeby. Takie jak lampa błyskowa aparatu, sprzęt grzewczy itp.
Ogólnie rzecz biorąc, kondensatory elektrolityczne będą pełnić rolę magazynowania energii, w przypadku specjalnych kondensatorów magazynujących energię mechanizmem pojemnościowego magazynowania energii są kondensatory z podwójną warstwą elektryczną i kondensatory Faradaya. Jego główną formą jest superkondensatorowe magazynowanie energii, w którym superkondensatory są kondensatorami wykorzystującymi zasadę podwójnych warstw elektrycznych.
Kiedy przyłożone napięcie zostanie przyłożone do dwóch płytek superkondensatora, elektroda dodatnia płytki gromadzi ładunek dodatni, a płyta ujemna gromadzi ładunek ujemny, jak w zwykłych kondensatorach. Pod polem elektrycznym generowanym przez ładunek na dwóch płytkach superkondensatora na styku elektrolitu z elektrodą tworzy się przeciwny ładunek, aby zrównoważyć wewnętrzne pole elektryczne elektrolitu.
Ten ładunek dodatni i ładunek ujemny są rozmieszczone w przeciwnych pozycjach na powierzchni styku pomiędzy dwiema różnymi fazami, z bardzo krótką przerwą między ładunkami dodatnimi i ujemnymi, a ta warstwa rozprowadzająca ładunek nazywana jest podwójną warstwą elektryczną, więc pojemność elektryczna jest bardzo duża.
Czas publikacji: 15 sierpnia 2023 r
