В настоящее время я запускаю все свои гаджеты от батарей и не использую развязывающие конденсаторы. Они обычно необходимы / полезны при потреблении энергии от батареи?
В общих чертах, вы всегда должны их использовать. Это просто то, что не может повредить вам, но может привести к игнорированию серьезных проблем.
Вероятно, вы не видели каких-либо серьезных проблем с вашими батареями, потому что они расположены относительно близко к вашим чипам и потому, что они имеют внутреннее сопротивление для подавления высокочастотных сигналов.
Это может вызвать проблемы с питанием в высокочастотных сигналах. Если микроконтроллер работает на частоте 20 МГц, то у вас есть 20e6 импульсов тока в секунду. Это может не показаться большой проблемой, но когда одновременно изменяется достаточное количество входных сигналов, вы можете вызвать скачок на землю или множество подобных проблем, связанных с высокой индуктивностью на пути к земле.
Википедии статья имеет некоторый фон , если это помогает.
Задача развязывающего конденсатора состоит в том, чтобы «разъединить» электропитание ваших устройств от остальной цепи. Если развязывающий конденсатор выполняет свою работу, вы будете измерять только потребление постоянного тока. Они удаляют волну переменного тока.
Существуют разные термины для развязки конденсаторов.
В сыпучих конденсаторах действуют как крупные источники питания , что может подавать питание в течение периодов времени, они необходимы для функциональности. Без колпачка для массового фильтра у вас будет ток, зависящий от времени, поскольку ваша микросхема запитывает свой цикл.
Обходные конденсаторы часто имеют меньшее значение и предназначены для ограничения высоких частот. По мере уменьшения частоты ваше сопротивление уменьшается для конденсаторов. Конденсатор меньшего значения имеет более высокое сопротивление. Эти маленькие конденсаторы являются основой оконечных высокочастотных волн.
Десятичные конденсаторы - это еще один термин для обозначения байпасных колпачков, но название подразумевает больше. Если ваш массовый колпачок фильтра составляет .1 мкФ, то ваши десятилетние колпачки будут 0,01 мкФ, 0,001 и даже 0,0001 мкФ в зависимости от того, что вы делаете. Обычно я вижу только 1 декаду, но раньше мне приходилось использовать 2 или 3.
Разъединение не сводится к сглаживанию мощности, развязка - это подавление высокочастотного шума, создаваемого схемами, которые генерируют сигналы с высокой скоростью нарастания, особенно логическими схемами.
Когда узел изменяется на несколько вольт за считанные наносекунды, для зарядки / разрядки емкости в этом узле требуется короткий ток тока. Если у вас есть куча общих цепей питания микросхемы, индуктивность в линиях питания означает, что эти пропуски тока, идущие в одну микросхему, преобразуются в провалы напряжения питания для других микросхем, и это может привести к непредвиденным ситуациям.
Причина, по которой вы надеваете хорошую высокочастотную крышку на каждую микросхему, заключается в том, чтобы индивидуально обеспечивать эти пробелы тока, тем самым «разъединяя» потребности в питании микросхем друг от друга.
источник
Они полезны, потому что устройства, потребляющие энергию, также могут вызывать пульсации, а не только регулятор. Например, микроконтроллер будет рисовать больше тока на фронте синхроимпульса и меньше в противном случае. Это потребление вызывает незначительное снижение напряжения питания. Если все работает с одинаковых часов, становится хуже. При наличии конденсатора на выводах питания имеется резерв для минимизации этой пульсации. Это хорошая идея.
источник
Аккумулятор имеет внутреннее сопротивление. Импульсы тока, потребляемые микроконтроллерами и другой цифровой логикой, могут вызвать провалы в напряжении батареи. Массовая развязывающая крышка (10 мкФ или около того) на силовых шинах необходима для предотвращения больших провалов, вызывающих проблемы. Не забывайте, что на Vdds всех цифровых логических микросхем также необходимы маленькие заглушки 100 нФ для обеспечения локального источника тока. Индуктивность следов на вашей печатной плате сделает это необходимым, или вы можете обнаружить странные и необычные ошибки, влияющие на вашу схему.
источник
Каждый раз, когда транзистор изменяет состояние в цифровой системе, требуется чуть-чуть тока для переключения. Тонны транзисторов в логическом чипе или микроконтроллере меняются практически одновременно. Когда это происходит, мощность, потребляемая чипом, резко возрастает. Обходные (или развязывающие) конденсаторы помогают подавать эту мощность, так что эти короткие скачки нагрузки не приводят к падению напряжения питания на других микросхемах. (Тем более что другие микросхемы могут на короткое время нуждаться в собственном всплеске тока.)
Вот почему вам нужны очень быстрые (маленькие, с низким ESR) колпачки, расположенные рядом с каждой микросхемой, как можно ближе к контактам питания.
Большие крышки рядом с источником питания обеспечивают ток для нагрузки, в то время как напряжение переменного тока проходит через 0 В, а маленькие / средние крышки около источника питания помогают заполнить перепускные крышки, разбросанные по всей плате.
источник