Condensateurs de découplage et condensateur de dérivation dans les circuits électroniques

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Condensateurs de découplage et condensateur de dérivation dans les circuits électroniques

Définition de Condensateurs de découplage
Les condensateurs de découplage, également appelés condensateurs de découplage, sont largement utilisés dans les circuits électroniques qui ont un conducteur et une charge. Lorsque la capacité de charge est élevée, le circuit de commande doit charger et décharger le condensateur pendant la transition du signal. Cependant, lors d'un front montant raide, le courant élevé absorbera la majeure partie du courant d'alimentation, provoquant un rebond dans le circuit en raison de l'inductance et de la résistance, ce qui génère du bruit dans le circuit, affectant la conduction normale, appelée "couplage" . Par conséquent, le condensateur de découplage joue le rôle d'une batterie en régulant les changements de courant électrique dans le circuit d'entraînement pour empêcher les interférences mutuelles et réduire l'impédance interférente à haute fréquence entre l'alimentation et la référence. 

Définition de Condensateurs de dérivation
Les condensateurs de dérivation, également appelés condensateurs de découplage, sont des composants électroniques passifs utilisés pour filtrer le bruit et les fluctuations de tension dans les circuits électroniques. Ils sont connectés en parallèle au rail d'alimentation et à la terre, agissant comme un chemin alternatif qui contourne les signaux haute fréquence vers la terre, réduisant ainsi le bruit dans le circuit. Les condensateurs de dérivation sont souvent utilisés dans les circuits analogiques et numériques pour réduire le bruit dans les alimentations CC, les circuits logiques, les amplificateurs et les microprocesseurs.
 

Condensateurs de découplage par rapport aux condensateurs céramiques et aux condensateurs céramiques haute tension
Il est important de noter que les condensateurs de découplage sont différents des condensateurs céramiques haute tension et des condensateurs céramiques. Bien que le condensateur de dérivation soit utilisé pour la dérivation haute fréquence, il est également considéré comme un type de condensateur de découplage qui améliore le bruit de commutation haute fréquence et fournit une prévention des fuites à faible impédance. Les condensateurs de dérivation sont généralement petits, tels que 0.1 μF ou 0.01 μF, déterminés par la fréquence de résonance. Les condensateurs de couplage, en revanche, sont généralement plus élevés, tels que 10 μF ou plus, déterminés par la distribution des paramètres du circuit et les modifications du courant de commande. Essentiellement, les condensateurs de dérivation filtrent les interférences des signaux d'entrée, tandis que les condensateurs de découplage filtrent les interférences des signaux de sortie et empêchent les interférences de revenir à l'alimentation.
Les condensateurs céramiques haute tension peuvent également être utilisés comme condensateurs de découplage. Ces condensateurs sont conçus pour fonctionner à des tensions élevées et peuvent être utilisés pour réguler les variations de courant électrique dans le circuit de commande afin d'éviter les interférences mutuelles et de réduire l'impédance d'interférence à haute fréquence. Cependant, des types et modèles spécifiques de condensateurs céramiques haute tension doivent être sélectionnés en fonction des exigences du circuit et des valeurs nominales de tension/courant des composants utilisés dans le circuit. Il est recommandé de consulter le fabricant www.hv-caps.com ou le distributeur pour s'assurer que le condensateur céramique haute tension sélectionné est approprié pour une utilisation en tant que condensateur de découplage dans l'application spécifique.

Exemple de schémas de circuits
voici quelques exemples de schémas électriques illustrant l'utilisation de condensateurs de découplage :
 
 +Vcc
     |
     C
     |
  +--|-------+
  | Q |
  | Rb |
  | \ |
  Vin \|
  | |
  +--------------------+
             |
             RL
             |
             GND
 
 
Dans ce schéma de circuit, le condensateur (C) est le condensateur de découplage qui est connecté entre l'alimentation et la masse. Il aide à éliminer le bruit haute fréquence du signal d'entrée généré en raison de la commutation et d'autres facteurs.
 
2. Circuit numérique utilisant des condensateurs de découplage
 
               _________ _________
                | | C | |
  Signal d'entrée--| Pilote |----||---| Charge |---Signal de sortie
                |________| |________|
                      +Vcc +Vcc
                        | |
                        C1 C2
                        | |
                       GND GND
 
 
Dans ce schéma de circuit, deux condensateurs de découplage (C1 et C2) sont utilisés, l'un aux bornes du pilote et l'autre aux bornes de la charge. Les condensateurs aident à éliminer le bruit généré par la commutation, réduisant ainsi le couplage et les interférences entre le pilote et la charge.
 
3. Circuit d'alimentation utilisant
 
condensateurs de découplage :
 
`` `
        +Vcc
         |
        C1 +Vout
         | |
        L1 R1 +----|-----+
         |---+-----/\/\/--+ C2
        R2 | | |
         |---+-----------+-----+ TERRE
         |
 
 
Dans ce schéma de circuit, un condensateur de découplage (C2) est utilisé pour réguler la tension de sortie de l'alimentation. Il aide à filtrer le bruit généré dans le circuit d'alimentation et à réduire le couplage et les interférences entre le circuit et les appareils qui utilisent l'alimentation.

Voici une question fréquemment posée sur les "condensateurs de découplage"
1)Que sont les condensateurs de découplage ?
Les condensateurs de découplage sont des composants électroniques qui aident à filtrer les bruits à haute fréquence et les fluctuations de tension. Connectés entre le rail d'alimentation et la terre, ils agissent comme un chemin à faible impédance pour les hautes fréquences vers la terre, ce qui réduit la quantité de bruit qui pénètre dans le circuit.
 
2)Comment fonctionnent les condensateurs de découplage ?
Les condensateurs de découplage créent une alimentation en énergie à court terme pour que les signaux haute fréquence commutent entre les rails d'alimentation et de masse. En shuntant l'énergie haute fréquence vers la terre, ils peuvent réduire le bruit de l'alimentation et limiter le couplage de différents signaux.
 
3)Où sont utilisés les condensateurs de découplage ?
Les condensateurs de découplage sont couramment utilisés dans les appareils électroniques tels que les microprocesseurs, les circuits intégrés, les amplificateurs et l'électronique de puissance. Ils sont également utilisés dans les applications à haute fréquence et lorsqu'un faible rapport signal sur bruit est important.
 
4) Qu'est-ce que le shunt de condensateur ?
Le shunt de condensateur consiste à connecter un condensateur entre deux nœuds d'un circuit électronique pour réduire le bruit ou le couplage de signal entre eux. Il est couramment appliqué aux condensateurs de découplage comme moyen d'améliorer la qualité de l'alimentation et de supprimer les EMI.
 
5) Comment les condensateurs de découplage réduisent-ils le bruit de fond ?
Les condensateurs de découplage réduisent le bruit de fond en fournissant un chemin à faible impédance pour les signaux haute fréquence vers la terre. Le condensateur agit comme une source d'énergie à court terme et aide à limiter la quantité d'énergie qui peut voyager le long du plan de masse.
 
6)Peut découpler les condensateurs supprimer les EMI?
Oui, les condensateurs de découplage peuvent supprimer les EMI en réduisant la quantité de bruit haute fréquence qui pénètre dans le circuit. Ils fournissent un chemin à faible impédance pour les signaux haute fréquence vers la terre, limitant la quantité de bruit parasite qui peut se coupler à d'autres signaux.
 
7)Pourquoi les condensateurs de découplage sont-ils importants dans les circuits électroniques ?
Les condensateurs de découplage jouent un rôle crucial dans la conception des circuits électroniques en réduisant le bruit et les fluctuations de tension qui peuvent avoir un impact sur les performances du système. Ils aident à maintenir l'intégrité du signal, à limiter les interférences électromagnétiques et le bruit de masse, à protéger contre la dégradation de l'alimentation et à améliorer les performances globales du circuit.
 
8)Comment le bruit haute fréquence et le couplage du signal affectent-ils les circuits électroniques ?
Le couplage du bruit et du signal à haute fréquence peut entraîner une réduction des performances et de la fiabilité des circuits électroniques. Ils peuvent provoquer des interférences de signal indésirables, réduire les marges de bruit et augmenter le risque de défaillance du système.
 
9)Comment sélectionnez-vous les bons condensateurs de découplage pour votre application ?
La sélection des condensateurs de découplage dépend des exigences spécifiques de l'application telles que la plage de fréquences, la tension nominale et la valeur de capacité. Cela dépend aussi du niveau de bruit présent dans le système et des contraintes budgétaires.
 
10)Quels sont les avantages de l'utilisation de condensateurs de découplage dans un appareil électronique ?
Les avantages de l'utilisation de condensateurs de découplage dans les appareils électroniques incluent une meilleure qualité de signal, une stabilité de circuit améliorée, un bruit d'alimentation réduit et une protection contre les EMI. Ils peuvent également aider à réduire le bruit au sol et à améliorer la fiabilité globale du système.
 
Ce ne sont là que quelques exemples de schémas de circuits utilisant des condensateurs de découplage. Les valeurs spécifiques du circuit et du condensateur de découplage utilisées varient en fonction de l'application et des exigences du circuit.

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