Сохранение целостности электрических сигналов. Пособие схемотехникам и конструкторам печатных плат. Андрей Трундов
Чтение книги онлайн.
Читать онлайн книгу Сохранение целостности электрических сигналов. Пособие схемотехникам и конструкторам печатных плат - Андрей Трундов страница 3
При установке конденсатора в разрыв сигнальных цепей он блокирует передачу постоянной составляющей и называется блокировочным.
Конденсатор способен накапливать электрический заряд и хранить электрическую энергию. В этом случае его называют накопительным.
E = CU2/2
Установка накопительного конденсатора большой емкости между цепями питания и земли позволяет сглаживать провалы напряжения.
Конденсаторы в линии передачи и представляют емкостную нагрузку для передатчика. Это и погонная емкость кабеля, умноженная на его длину, и монтажная емкость проводника, и емкость передатчика или драйвера линии, и емкость приемника линии. При параллельном соединении конденсаторов их емкость суммируется. Общая паразитная емкость в линии совместно с активным и индуктивным сопротивлением образуют фильтр нижних частот, который приводит к сглаживанию и завалу фронта передаваемого прямоугольного импульса.
Значение тока заряда конденсатора определяется его емкостью и сопротивлением резистора, установленного в цепи заряда.
Параметр T = RC называется постоянной времени заряда.
Принято считать, что заряд конденсатора от 0,1U до 0,9U произойдет за время, равное
t = 2,2 T
Если сопротивление в цепи заряда конденсатора мало, в начальный момент времени ток заряда (пусковой ток) может достигать очень высоких значений.
I = С dU/dt
где dU/dt – скорость нарастания (спада) импульса.
Конденсатор входит в состав фильтров. Частота среза фильтра нижних частот и фильтра верхних частот определяется по формуле
fC = 1/2пRC
Фильтр нижних частот пропускает сигналы с частотой ниже fС. Фильтр верхних частот пропускает сигналы с частотой выше fС.
Влияние индуктивности на работу электрических схем
Катушка индуктивности в общем случае представляет намотанный на сердечник кусок проволоки. В печатных платах индуктивность есть и у изгиба проводника (ее значение тем выше, чем больше длина, количество, а также крутизна его изгибов), и у переходного отверстия (которое можно сравнить с катушкой), и у перехода или отвода от длинной линии. Значение индуктивности L определяет способность контура накапливать магнитную энергию.
Формула для импеданса индуктивности, определяющая частотные свойства, имеет вид
ZL = 2п fL
Импеданс индуктивности увеличивается с ростом частоты. При установке фильтрующих конденсаторов индуктивность выводов стремятся сделать минимальной, чтобы повысить эффективность фильтрации высокочастотных помех. Именно поэтому и появились конденсаторы «без выводов» в smd или чип исполнении.