Kapasitiv kobling - Capacitive coupling
Kapasitiv kobling er overføring av energi i et elektrisk nettverk eller mellom fjerne nettverk ved hjelp av forskyvningsstrøm mellom krets (er) noder , indusert av det elektriske feltet. Denne koblingen kan ha en forsettlig eller tilfeldig effekt.
I sin enkleste implementering oppnås kapasitiv kobling ved å plassere en kondensator mellom to noder. Når analyse av mange punkter i en krets utføres, kan kapasitansen ved hvert punkt og mellom punktene beskrives i en matriseform .
Bruk i analoge kretser
I analoge kretser brukes en koblingskondensator for å koble to kretser slik at bare AC -signalet fra den første kretsen kan passere til den neste mens DC er blokkert. Denne teknikken bidrar til å isolere innstillingene for DC -forspenning for de to koblede kretsene. Kapasitiv kobling er også kjent som AC-kobling, og kondensatoren som brukes til formålet er også kjent som en DC-blokkerende kondensator .
En koblingskondensators evne til å forhindre at en DC -belastning forstyrrer en AC -kilde, er spesielt nyttig i klasse A -forsterkerkretser ved å forhindre at en 0 volt -inngang sendes til en transistor med ytterligere motstandspenning; skape kontinuerlig forsterkning.
Kapasitiv kobling reduserer lavfrekvensforsterkningen til et system som inneholder kapasitivt koblede enheter. Hver koblingskondensator sammen med inngangets elektriske impedans til neste trinn danner et høypassfilter og sekvensen av filtre resulterer i et kumulativt filter med en -3 dB frekvens som kan være høyere enn for hvert enkelt filter. Så for tilstrekkelig lavfrekvent respons må kondensatorene som brukes ha høy kapasitansvurdering. De bør være høye nok til at reaktansen til hver av dem maksimalt er en tidel av inngangsimpedansen til hvert trinn, med den laveste frekvensen av interesse. Se impedansbro .
Koblingskondensatorer kan også innføre ikke -lineær forvrengning ved lave frekvenser. Dette er ikke et problem ved høye frekvenser fordi spenningen over kondensatoren holder seg veldig nær null. Imidlertid, hvis et signal får passere gjennom koblingen som er lav i forhold til RC -avbruddsfrekvensen , kan det utvikles spenninger over kondensatoren, noe som for noen kondensatortyper resulterer i endringer i kapasitans, noe som fører til forvrengning. Dette unngås ved å velge kondensatortyper som har lav spenningskoeffisient , og ved å bruke store verdier som setter grensefrekvensen langt lavere enn frekvensene til signalet.
Disse ulempene ved kapasitivt å koble DC-forspente transistorforsterkerkretser er i stor grad minimert i direkte koblede design.
Bruk i digitale kretser
AC-kobling er også mye brukt i digitale kretser for å overføre digitale signaler med en DC-komponent null , kjent som DC-balanserte signaler. DC-balanserte bølgeformer er nyttige i kommunikasjonssystemer, siden de kan brukes over AC-koblede elektriske tilkoblinger for å unngå problemer med spenningsubalanse og ladningsakkumulering mellom tilkoblede systemer eller komponenter.
Av denne grunn er de fleste moderne linjekoder designet for å produsere DC-balanserte bølgeformer. De mest vanlige klasser av DC-balanserte linjekoder er konstant vekt koder og parvise ulikhet koder .
Gimmick loop
En gimmick -sløyfe er en enkel type kapasitiv kobler: to tråder med tett mellomrom. Det gir kapasitiv kobling av noen få picofarader mellom to noder. Noen ganger er ledningene vridd sammen for fysisk stabilitet.
Parasittisk kapasitiv kobling
Kapasitiv kobling er ofte utilsiktet, for eksempel kapasitansen mellom to ledninger eller PCB -spor som ligger ved siden av hverandre. Ofte kan ett signal kapasitivt koble til et annet og forårsake det som ser ut til å være støy . For å redusere koblingen blir ledninger eller spor ofte skilt så mye som mulig, eller jordlinjer eller bakkeplan kjøres mellom signaler som kan påvirke hverandre, slik at linjene er kapasitivt koblet til jord i stedet for hverandre. Brødbrett er spesielt utsatt for disse problemene på grunn av de lange metallbitene som strekker hver rad og skaper en flere-picofarad kondensator mellom linjene. Prototyp høyfrekvente (10s MHz) eller med høy vinning analoge kretser, ofte er kretsene bygget over et jordplan, slik at signalene paret til jord mer enn til hverandre. Hvis en forsterkers forsterkerens utgang kapasitivt kobler til inngangen, blir den ofte en elektronisk oscillator .
En tommelfingerregel sier at drivere skal kunne kjøre 25 pF kapasitans som gir mulighet for PCB -spor opptil 0,30 meter.
Se også
Referanser
-
Denne artikkelen inneholder materiale fra offentlig eiendom fra General Services Administration -dokumentet: "Federal Standard 1037C" .(til støtte for MIL-STD-188 )