シングルチップ回路のデカップリングコンデンサの用途は何ですか？

最初に図1を見てください。これはUSBインターフェースと電源回路です。

図1 USBインターフェイスと電源回路

左側では、ヒューズを通過した後、470uFのコンデンサ470uFが接続されています。図の右側では、切り替え後、100uFのコンデンサC19が接続され、0.1uFのコンデンサC10が並列に接続されています。 C16とC19は同じ役割を果たします。 C10の役割は2つとは異なります。これら2つのコンデンサを最初に紹介しましょう。

比較的大きな静電容量を持つコンデンサは、理論的には水タンクとして理解できます。同時に、電流は水流として直接理解できます。

機能1、安定性。回路の完全なセット、後者の電子機器の電力レベルは同じではなく、デバイスの通常の動作に必要な電流は静的ではありません。たとえば、まだ動作していないデバイスが後段にある場合、消費電流は100mAであり、突然作業が必要になると、電流は150mAに増加します。この時点で水タンクがない場合、たとえば、回路内の電圧（水位）が突然低下します。 5Vの電圧が突然3Vに低下します。システム内の一部の電子部品は、適切に機能するために特定の電圧よりも高くなければなりません。電圧が低すぎると、直接動作しません。この時点で、水タンクは不可欠です。このとき、「コンデンサ」は内部に蓄えられた電気の量を放出し、電圧を安定させます。もちろん、前の段階の電流が時間内にタンクを満たします。

機能2、バッファリング効果。電源投入時、電源から電流が流れると不安定になり、電子機器に影響を与えやすくなります。コンデンサを追加すると、バッファとして機能します。直接水をまく蛇口のように、花や植物を簡単に分解できます。蛇口にプールを追加するだけで、水がプールを通過してからゆっくりと芝生に流れ込むため、花や植物に損傷を与えず、効果的な保護の役割を果たします。

このコンデンサを使用すると、電圧と電流が安定し、大きな変動を引き起こさないと言えます。このタイプのコンデンサは、図2、図3、および図4に示す3つのタイプで一般的に使用されます。

Figure 2 Aluminum electrolytic capacitor

Figure 3 Tantalum Capacitor

図4セラミックコンデンサ

これら3つのタイプのコンデンサは、最も一般的に使用される3つです。最初のものは多くのスペースを占有し、価格は最も安いです。 2番目と3番目のタイプは小さく、小さなスペースを占有し、パフォーマンスは一般に最初のものよりわずかに優れていますが、価格も高くなります。もちろん、価格に加えて、いくつかの特別なパラメーターがあり、通信要件が高い場合には多くの考慮事項があります。同じ耐電圧と容量のもとで、最初の470uFコンデンサは1ダイム未満ですが、2番目と3番目のコンデンサは約1ドルかかります。

静電容量の選択、最初のパラメータは、耐電圧値の考慮です。 5Vシステムを使用します。コンデンサの耐電圧は5Vを超えています。通常は、1.5倍から2倍にすることをお勧めします。場合によっては、わずかに高くなることがあります。ボードには10Vの耐電圧を使用しています。 2番目のパラメーターは容量値です。これは経験に応じて選択する必要があります。選択する場合、このコンデンサが動作するシステム全体の消費電力に依存します。システムが大量の電力を消費する場合、変動が大きくなる可能性があります。値はより大きくなるように選択する必要があり、逆も同様です。

生徒たちは、他の人をまねてゆっくりと蓄積するための回路の設計を始めました。たとえば、電流が100mAから150mAに突然増加した場合、このコンデンサを追加しても、電圧は5Vから4.9Vのようにわずかに変動しますが、ボード上のデバイスが4.9Vを超えている限り、正常に動作します。この場合、この変動は許容されますが、追加または追加されない場合、電圧変動は比較的大きく、一部のデバイスは異常に動作します。ただし、加算が大きすぎると、スペースを占有し、価格が高くなるため、このローカルコンデンサの選択は、より多くのリファレンスエクスペリエンスです。

図1の別のコンデンサC10を見てみましょう。このコンデンサには、0.1uF（100nF）の小さな容量があり、高周波信号の干渉を除去します。 ESD、EFTなど。最初にコンデンサの特性を学習しました。ACとDCは通過できますが、コンデンサのパラメータは、異なる周波数セグメントの干渉に異なる影響を及ぼします。この100nFコンデンサは、コンデンサのパラメータに基づいて、ボードのパラメータに基づいて、前任者が干渉の周波数に基づいた値です。つまり、将来的には、デジタル回路を設計するときに、電源のデカップリング高周波コンデンサがこの0.1uFを直接使用できるようになります。

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