Емкостная связь - это передача энергии в пределах электрической сети или между удаленными сетями посредством тока смещения между узлами цепи (ей) , индуцированного электрическим полем. Эта связь может иметь преднамеренный или случайный эффект.
В простейшей реализации емкостная связь достигается размещением конденсатора между двумя узлами. [1] Если выполняется анализ множества точек в цепи, емкость в каждой точке и между точками может быть описана в матричной форме .
Использование в аналоговых схемах [ править ]
В аналоговых цепях конденсатор связи используется для соединения двух цепей, так что только сигнал переменного тока от первой цепи может проходить в следующую, в то время как постоянный ток блокируется. Этот метод помогает изолировать настройки смещения постоянного тока двух связанных цепей. Емкостная связь также известна как связь по переменному току, а конденсатор, используемый для этой цели, также известен как конденсатор блокировки постоянного тока .
Способность конденсатора связи предотвращать влияние нагрузки постоянного тока на источник переменного тока особенно полезна в схемах усилителя класса А , предотвращая передачу входного напряжения 0 В на транзистор с дополнительным смещением резистора; создание непрерывного усиления.
Емкостная связь снижает усиление низких частот системы, содержащей блоки с емкостной связью. Каждый конденсатор связи вместе с входным электрическим импедансом следующего каскада образует фильтр верхних частот, и последовательность фильтров приводит к накопительному фильтру с частотой -3 дБ, которая может быть выше, чем у каждого отдельного фильтра. Таким образом, для адекватной низкочастотной характеристики используемые конденсаторы должны иметь высокую емкость. Они должны быть достаточно высокими, чтобы реактивное сопротивление каждого составляло не более одной десятой входного импеданса каждого каскада при самой низкой интересующей частоте. См. Раздел « Импедансное мостовое соединение» .
Конденсаторы связи также могут вносить нелинейные искажения на низких частотах. Это не проблема на высоких частотах, потому что напряжение на конденсаторе остается очень близким к нулю. Однако, если сигнал проходит через связь, которая является низкой по сравнению с частотой отсечки RC , на конденсаторе могут возникать напряжения, что для некоторых типов конденсаторов приводит к изменениям емкости, что приводит к искажениям. Этого можно избежать, выбирая типы конденсаторов с низким коэффициентом напряжения и используя большие значения, при которых частота среза намного ниже частот сигнала. [2] [3]
Эти недостатки емкостной связи транзисторных усилителей со смещением постоянного тока в значительной степени сводятся к минимуму в конструкциях с прямой связью .
Использование в цифровых схемах [ править ]
Связь по переменному току также широко используется в цифровых схемах для передачи цифровых сигналов с нулевой составляющей постоянного тока , известных как сбалансированные по постоянному току сигналы. Формы сигналов, сбалансированные по постоянному току, полезны в системах связи, поскольку их можно использовать через электрические соединения со связью по переменному току, чтобы избежать проблем с дисбалансом напряжений и накопления заряда между подключенными системами или компонентами.
По этой причине большинство современных линейных кодов предназначены для создания сигналов, сбалансированных по постоянному току. Наиболее распространенными классами линейных кодов, сбалансированных по постоянному току, являются коды с постоянным весом и коды с парным несоответствием .
Петля Гиммика [ править ]
Цикл трюка является простым типом емкостного ответвителя: два близко расположенных нитей проволоки. Он обеспечивает емкостную связь в несколько пикофарад между двумя узлами. Иногда провода скручивают вместе для физической устойчивости. [4] [5]
Паразитно-емкостная связь [ править ]
Емкостная связь часто бывает непреднамеренной, например, емкость между двумя проводами или дорожками печатной платы, которые расположены рядом друг с другом. Часто один сигнал может иметь емкостную связь с другим и вызывать то, что кажется шумом . Чтобы уменьшить связь, провода или дорожки часто разделяются в максимально возможной степени, или между сигналами, которые могут влиять друг на друга, проходят линии заземления или плоскости заземления , так что линии связаны с землей емкостным образом, а не друг с другом. Макетные платы особенно подвержены этим проблемам из-за того, что длинные куски металла выстилают каждую строку, создавая между линиями конденсатор в несколько пикофарад. Для создания прототипа высокочастотного (10 с МГц) или высокого усиленияаналоговые схемы, часто схемы построены на плоскости заземления, так что сигналы связаны с землей больше, чем друг с другом. Если выход усилителя с высоким коэффициентом усиления связан емкостной связью с его входом, он часто становится электронным генератором .
Одно практическое правило гласит, что драйверы должны иметь емкость 25 пФ, что позволяет прокладывать дорожки на печатной плате до 0,30 метра. [6]
См. Также [ править ]
- Муфта (электроника)
- Развязка (электроника)
- Конденсатор развязки
- Прямое соединение
- Дифференциальная емкость
Ссылки [ править ]
- ↑ Иоффе, Эля (2010). Заземление для заземления: Справочник от цепи к системе . Wiley-IEEE. п. 277. ISBN. 978-0-471-66008-8.
- ^ «Характеристики конденсатора» . sound.whsites.net . Проверено 6 июня 2015 .
- ^ Колдуэлл, Джон. «Искажение сигнала от керамических конденсаторов с высоким K» . Проверено 6 июня 2015 .
- ↑ Бернард Гроб и Милтон Сол Кивер (1960). Приложения электроники . Макгроу – Хилл. С. 300–01.
- ^ Форрест М. Мимс (2000). Альбом для вырезок "Схема Форреста Мимса" . Newnes. С. 95–96. ISBN 1-878707-48-5.
- ^ Медиа-независимый интерфейс # Уровни сигнала
Эта статья включает материалы, являющиеся общественным достоянием, из документа Управления общих служб : «Федеральный стандарт 1037C» .(в поддержку MIL-STD-188 )
Эта статья включает материалы, являющиеся общественным достоянием, из документа Управления общих служб : «Федеральный стандарт 1037C» .(в поддержку MIL-STD-188 )
Внешние ссылки [ править ]
- Емкость и использование конденсаторов
- Говард Джонсон : Когда использовать связь по переменному току , DC разделительный конденсатор значение
- Texas Instruments : связь по переменному току между дифференциальными LVPECL, LVDS, HSTL и CML (PDF)