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Capacitores de paso

Es posible que hayas oído hablar del fenómeno de paso en los circuitos, sin embargo, puede que no tengamos un conocimiento suficiente de cómo aplicar esta técnica en los circuitos reales. En este tutorial, vamos a discutir acerca de los capacitores de paso, ¿por qué tenemos que utilizarlos y cómo utilizar estos capacitores en los circuitos.

¿Qué es un capacitor de paso?

Operación de un capacitor de derivación
Operación de un capacitor de derivación
Un capacitor que filtra la señal de CA, elimina el ruido y proporciona una señal de CC, se conoce como un capacitor de derivación. El capacitor conectado en la siguiente figura es un capacitor de paso evitando el ruido de CA y permitiendo señal CC pura pase a través del componente.

¿Por qué utilizar Capacitores de paso?

En la electrónica, la mayoría de los circuitos son de naturaleza digital utilizando corriente directa (DC). Se ha observado que las variaciones en la tensión pueden causar problemas para el funcionamiento del circuito. Un circuito puede funcionar incorrectamente debido a una oscilación de voltaje. En los circuitos prácticos, la fluctuación de tensión es causado generalmente por el componente de CA que pueden pasar por encima de la señal DC causando ruido. Por lo tanto, se necesita un capacitor de derivación para eliminar el ruido presente en todas las frecuencias. Además, evita la comunicación indeseada entre los dispositivos que comparten la misma fuente de alimentación.

¿Cuándo se necesita Bypass Capacitores? En primer lugar, los circuitos de baja frecuencia pueden no requerir capacitores de paso. Sin embargo, muchos dispositivos activos de baja frecuencia forman parte de las unidades de alta frecuencia. Por ejemplo, un microcontrolador es un dispositivo de baja frecuencia usando un reloj para hacer un sistema de baja frecuencia, pero el aumento y la caída de fallos puede ocurrir debido a las transiciones en la puerta interna sin filtrado adecuado de la fuente de alimentación y atravesar el circuito. Por lo tanto, es posible que necesite un capacitor de paso con un valor apropiado para lograr el filtrado correcto de la fuente de alimentación.

En segundo lugar, es posible que esta idea errónea de que sólo los dispositivos digitales necesitan capacitores de paso. Sin embargo, los capacitores de derivación también benefician a los circuitos y dispositivos analógicos de una manera diferente. En sistemas digitales, capacitores de desacoplo controlan el momento rápido de rampas y problemas técnicos. Por el contrario, capacitores de paso ayudan a reducir el ruido de la fuente de alimentación en los sistemas analógicos. Generalmente, los dispositivos analógicos se han construido con la capacidad de la fuente de alimentación de filtrado efectivo para reducir el ruido de baja frecuencia de la fuente de alimentación, pero no es útil a frecuencias más altas.

¿Tipos de capacitores de paso?

Los capacitores de derivación se utilizan normalmente en entornos de alta velocidad en las que las inductancias de los capacitores juegan un papel muy importante. La salida de una parte genera un ruido de alta frecuencia, por lo general superior a 100 MHz, en la línea eléctrica a alta velocidad de conmutación. Un capacitor de inductancia alta se comportará como un circuito abierto, debido a estos armónicos que le impide proporcionar la corriente necesaria para la línea de alimentación para mantener un nivel estable, lo que resulta en un fracaso en la funcionalidad del circuito. Por lo tanto, se requiere que los capacitores tengan muy pequeñas inductancias para evitar el ruido interno del dispositivo.

La inductancia de una superficie típica de montaje de capacitores de cerámica es 0.5nH, mientras que la inductancia de un capacitor electrolítico es 15 nH. Mediante el cálculo de la impedancia inductiva de estos capacitores de paso, se puede observar el efecto sobre la derivación:
Capacitor electrolítico Capacitor cerámico








A partir de este ejemplo, hemos observado que la tensión de alimentación cae por debajo del voltaje de funcionamiento del dispositivo debido a más de un cambio de canal al mismo tiempo. Por lo tanto, es importante utilizar el tipo correcto de capacitor de derivación. Esta es la razón por la que los capacitores de cerámica son más favorables que los capacitores electrolíticos para puentear. Ellos permiten un fácil flujo de carga cuando sea necesario debido a la inductancia interna despreciable.

¿Cómo Seleccionar el Valor de un capacitor de paso?

Ahora sabemos por qué y cuándo tenemos que usar capacitores de paso, pero todavía tenemos que averiguar el valor apropiado del capacitor a utilizar para un dispositivo en particular. Los valores típicos considerados para capacitores de paso son 0,1 µF. y 1 µF. Cuanto mayor sea la frecuencia, menor es el valor, mientras que la más baja es la frecuencia, el valor será mayor. Operación de un capacitor de derivacióndonde t R = tiempo de subida.

El parámetro más importante para seleccionar un capacitor de derivación adecuado es su capacidad para suministrar corriente instantánea cuando es necesario. Con el fin de seleccionar el tamaño del capacitor para un dispositivo en particular, tenemos los siguientes métodos:
. 1 En primer lugar, el tamaño del capacitor de derivación puede calcularse utilizando la siguiente ecuación: Operación de un capacitor de derivación



fórmulas capacitores de paso
Operación de un capacitor de derivación


¿Cómo usar capacitores de paso?

El valor del capacitor de derivación depende de la frecuencia de ruido de la alimentación que necesita el filtrado. Por lo tanto, un capacitor de paso típico de 0.01 µF. o 0,1µF. está conectado para el ruido de alimentación de alta frecuencia y las aplicaciones de baja corriente como se muestra en la siguiente figura:


fórmulas capacitores de paso

¿El capacitor de derivación para la aplicación actual de frecuencia alta y baja?

Sin embargo, las líneas de alimentación pueden tener múltiples frecuencias en algunas aplicaciones, por lo mismmo, un solo capacitor de paso no es suficiente. Por lo tanto, una red de capacitores de bypass se utiliza para filtrar el ruido de la más amplia gama de frecuencias. Un ejemplo se da en el circuito de abajo, donde los filtros de capacitores C2 frecuencias de gama media, C3 filtra las frecuencias más altas y C4 filtra las frecuencias bajas.

fórmulas capacitores de paso

¿El capacitor de derivación de la red para la filtración de múltiples frecuencias?

También es importante saber que los capacitores de derivación deben conectarse más cerca de las clavijas de suministro de energía debido a rastros más largos en placas de circuito impreso, ya que se incrementará la inductancia y se reducira la frecuencia de la pista de derivación.

¿Ejemplo de un capacitor aplicación de desviación?

Es simple y fácil de usar un capacitor de derivación en un circuito sin cambiar las conexiones de otros componentes del circuito. Un capacitor de derivación se coloca simplemente entre la fuente de potencia (VCC) y tierra de cada dispositivo activo, como se muestra en la figura a continuación:
fórmulas capacitores de paso

¿El capacitor de derivación conectados en un circuito?

En el circuito dado, el capacitor de derivación es responsable de mantener la tensión de emisor constante y el mantenimiento de la ganancia de tensión. Para el transistor conectado en el circuito dado anteriormente, iC aumenta a medida que aumenta iB, el aumento de la tensión de emisor. Esto disminuye VBE que disminuye iC para resistir el aumento de la tensión de emisor. Aquí el capacitor de derivación está conectado para derivar la señal que se produce en el emisor a través de la planta.

Fuente original (en inglés): Bypass Capacitors - ¿Why and How to Use Them?


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