¿Qué es un Condensador de Desacoplo?

Un condensador de desacoplo (también llamado condensador de derivación) es un condensador que se utiliza para desacoplar las señales de CA de una señal de CC.

Mientras que los condensadores de acoplo se utilizan para pasar a través del componente de CA mientras se bloquea el componente de CC, un condensador de desacoplamiento quita el componente de CA, haciendo para un componente de CC más puro.

Uso de Condensadores de Desacoplo

Los condensadores de desacoplo son útiles en muchos tipos de circuitos donde el ruido necesita ser limpiado en una fuente de alimentación de CC.

En un mundo perfecto, la potencia que obtienes de una fuente de alimentación de CC, como una fuente de alimentación de CC, sería una señal de CC perfecta, sin ruido en ella.

Una señal de CC perfecta se vería como la señal de abajo.

Este es el tipo de señal que un diseñador de circuito siempre desearía.

Sin embargo, en el mundo real, pocas señales de CC, especialmente de fuentes de alimentación salen de esta manera.

La señal CC de las fuentes de alimentación a menudo tiene ruido y se parece a la señal que se muestra a continuación.

Por lo tanto, básicamente, la señal es generalmente imperfecta.

Cuando vienen de una fuente de energía, hay todos los tipos de interferencias por las que las señales de CA entran en juego y se superponen a la señal de CC y hacen ruidosa la señal.

Lo que queremos hacer es desacoplar este ruido (la señal de CA) de la señal de CC, lo que permite una señal de CC mucho más limpia.

Esto es especialmente importante cuando la señal de CC se utiliza para circuitos tales como circuitos lógicos. Esto se debe a que los chips lógicos necesitan voltajes CC muy precisos para funcionar correctamente. Por ejemplo, si un chip lógico funciona con una tensión de alimentación de 5 V, normalmente los voltajes por debajo de 2,5 V se leerán como una señal BAJA y las tensiones por encima de 2,5 V se leerán como una señal ALTA. Si hay ruido en la señal (señales de CA en la señal de CC), esto puede desencadenar en LOWs y HIGHs apropiados en los circuitos lógicos. Por lo tanto, para circuitos en los que la precisión está implicada o la señal necesita simplemente ser limpiada, los condensadores de desacoplo son ampliamente utilizados.

Los condensadores funcionan muy bien como condensadores de desacoplo debido a la naturaleza de su reactancia. La reactividad es la forma en que un componente reacciona a varias frecuencias. Los condensadores, por naturaleza, bloquean las señales de CC que pasan, pero permiten que las señales de CA pasen a través de ellas, ya que ofrecen menos resistencia a las señales de CA. Los condensadores ofrecen menos resistencia a medida que aumenta la frecuencia de la señal de CA. Por lo tanto, son ideales para actuar para desacoplar CA de las señales de CC. El componente AC se desvía a tierra.

Así que ahora que hemos superado el aspecto conceptual de los condensadores de desacoplo, vamos a ver cómo colocar uno en un circuito para que el desacoplamiento se logra.

Cómo Colocar un Condensador de Desacoplo en un Circuito

Con el fin de colocar un condensador en un circuito de desacoplamiento, el condensador se conecta en paralelo con la fuente de alimentación.

Por lo tanto, este es un circuito muy simplificado, sólo demostrar condensadores de desacoplo. Puede que necesite condensadores adicionales, como suavizar los condensadores dependiendo del tipo de circuito, pero esto es demostrar estrictamente condensadores de desacoplo.

Por lo tanto, es muy simple, la fuente de alimentación de CC da energía eléctrica al circuito. El desacoplamiento tiene, prácticamente, reactancia infinita a las señales de CC (resistencia), por lo que no permite que las señales de CC se deriven a tierra. Sin embargo, las señales AC tienen mucha menos reactancia, por lo que pueden pasar a través del condensador de desacoplo y llevarse a tierra. Estos condensadores proporcionan una trayectoria de baja impedancia para las señales de alta frecuencia (que representa el ruido) en la fuente de alimentación, limpiando así la señal de CC. Así es como el condensador de desacoplo desacopla las señales de CA de las señales de CC.

Típicamente para los condensadores de desacoplo, los condensadores cerámicos son el tipo predominante usado. El valor del condensador está usualmente entre 10nF y 100nF. Sin embargo, usualmente los condensadores de 100nF se usan más comúnmente. Por lo tanto, el tipo más utilizado de condensador de desacoplo es un condensador de cerámica de 100nF.

Además de las fuentes de alimentación, los condensadores de desacoplo también tienen otros usos.

Otro uso importante de los condensadores de desacoplo es para circuitos en los que existe una alta conmutación entre componentes, tales como chips lógicos, por ejemplo.

Antes de hablar de chips lógicos que necesitaban tensión precisa de una fuente de alimentación de CC, como para no desencadenar falsas LOWs o HIGHs. Sin embargo, los propios chips lógicos pueden causar problemas. Si un chip lógico cambia constantemente los estados lógicos, por ejemplo, ALTO a BAJO y BAJO a ALTO, etc., puede causar picos de tensión transitorios en un circuito.

Para contener estos picos de tensión transitorios, se puede colocar un condensador de desacoplo en paralelo (muy cerca junto al chip lógico), de modo que estas tensiones transitorias se derivan a tierra. Hoy en día, muchos chips vienen con condensadores de desacoplo incorporados en el chip, pero no todos lo hacen. Por lo tanto, para los que no lo hacen, los condensadores de desacoplo se pueden colocar en las salidas de cada una de las puertas lógicas. Esto previene los picos de tensión transitorios, que podrían causar problemas no deseados en el circuito.

Este circuito con condensadores de desacoplo sería similar al circuito que se muestra a continuación.

Estos condensadores de desacoplo protegen el circuito contra picos de tensión transitorios.

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