Vazbový kondenzátor je kondenzátor, který se používá ke spojení nebo propojení pouze střídavého signálu z jednoho prvku obvodu do druhého. Kondenzátor blokuje vstup stejnosměrného signálu do druhého prvku a propouští tedy pouze střídavý signál.
Použití vazebních kondenzátorů
Vazbové kondenzátory jsou užitečné v mnoha typech obvodů, kde jsou střídavé signály požadovanými signály na výstupu, zatímco stejnosměrné signály slouží pouze k napájení určitých prvků v obvodu, ale na výstupu by se neměly objevit.
Příklad vazební kondenzátor se obvykle používá ve zvukových obvodech, například v obvodech mikrofonů. Stejnosměrné napájení se používá k napájení částí obvodu, například mikrofonu, který ke své činnosti potřebuje stejnosměrné napájení. Pro účely napájení tedy musí být v obvodu přítomny stejnosměrné signály. Když však uživatel mluví do mikrofonu,řeč je střídavý signál a tento střídavý signál je jediný signál, který nakonec chceme předat ven. Když předáváme střídavé signály z mikrofonu na výstupní zařízení, řekněme reproduktory k přehrávání nebo počítač k nahrávání, nechceme předávat stejnosměrný signál; nezapomeňte, že stejnosměrný signál sloužil pouze k napájení částí obvodu. Nechceme, aby se objevil na výstupním záznamu. Na výstupu chceme pouze střídavý řečový signál. Abychom tedy zajistili, že projde pouze střídavý signál, zatímco stejnosměrný bude blokován, umístíme do obvodu vazební kondenzátor.
Jak umístit vazební kondenzátor do obvodu
Pro umístění kondenzátoru do obvodu pro střídavou vazbu se kondenzátor zapojí do série se zátěží, která má být spojena.
Kondenzátor je schopen blokovat nízké frekvence, například stejnosměrný signál, a propouštět vysoké frekvence, například střídavý signál, protože je to reaktivní zařízení. Na různé frekvence reaguje různým způsobem. Na nízkofrekvenční signály má velmi vysokou impedanci neboli odpor, takže nízkofrekvenčním signálům brání v průchodu. Pro vysokofrekvenční signály má nízkou impedanci nebo odpor, takže vysokofrekvenční signály jím snadno procházejí.
Jak zvolit hodnotu vazebního kondenzátoru
Když už víme, co je vazební kondenzátor a jak se umisťuje do obvodu pro vazbu, další věcí je, jak zvolit vhodnou hodnotu vazebního kondenzátoru.
Hodnota vazebního kondenzátoru závisí na frekvenci procházejícího střídavého signálu.
Kondenzátory jsou reaktivní zařízení, což znamená, že nabízejí různou impedanci (nebo odpor) signálům o různých frekvencích. Nízkofrekvenčním signálům, jako je stejnosměrný proud o frekvenci 0 Hz, nabízejí kondenzátory velmi vysoký odpor. Díky tomu jsou kondenzátory schopny blokovat průchod stejnosměrných signálů. S rostoucí frekvencí signálu však kondenzátor klade postupně stále menší odpor. Reaktance kondenzátoru se mění podle vzorce reaktance= 1/2πfC, kdef je frekvence a C je kapacita. Vidíte tedy, že reaktance, kterou kondenzátor nabízí, je úměrná frekvenci a kapacitě.
Protože kondenzátory nabízejí při vyšších frekvencích menší reaktanci, je potřeba velmi nízká hodnota kapacity, aby mohly procházet. Takže signály o velmi vysokých frekvencích potřebují jen velmi malé kondenzátory, například v rozsahu pikofaradů (pF).
Kondenzátory nabízejí větší reaktanci při nižších frekvencích. Proto potřebují mnohem větší hodnoty kapacity, aby tyto signály o nižších frekvencích mohly procházet. Nízkofrekvenční signály tedy budou vyžadovat kondenzátory v rozsahu mikrofaradů.
Spojovací kondenzátory se tedy používají v mnoha různých aplikacích. Jednou z nejběžnějších aplikací jsou zesilovače. Lze je však použít prakticky v jakémkoli obvodu, který vyžaduje blokování stejnosměrného proudu se střídavou vazbou, například v radiofrekvenčních aplikacích.
Protože audiofrekvenční a radiofrekvenční aplikace vyhovují širokému rozsahu frekvencí, který zahrnuje frekvence od hertzů až po megahertzy, pokrývá to všechny frekvence, které jsou pro vazební aplikace nezbytné.
Níže je uveden základní hrubý přehled kondenzátorů, které lze použít pro různé frekvence.
Pro spřažení 100Hz signálu lze použít kondenzátor 10μF.
Pro spojení 1000Hz signálu lze použít kondenzátor 1μF.
Pro spojení 10KHz signálu lze použít kondenzátor 100nF.
Pro 100KHz signál lze použít kondenzátor 10nF.
Pro 1MHz signál lze použít kondenzátor 1nF.
Pro 10MHz signál lze použít kondenzátor 100pF.
Pro 100MHz signál lze použít kondenzátor 10pF.
Jedná se o hrubý odhad, který bude účinný ve většině případů. Jedinou proměnnou, která by mohla ovlivnit výše uvedené hodnoty, je odpor paralelně ke kondenzátoru.
Pokud je odpor paralelně ke kondenzátoru přibližně 10KΩ nebo menší, budou všechny hodnoty platit. Obvykle je odpor mnohem menší než tato hodnota.
Jestliže je však odpor větší, například mezi 10KΩ a 100KΩ, můžete výše uvedený kondenzátor vydělit deseti; to znamená, že můžete použít i menší kondenzátor. Je naprosto v pořádku, pokud použijete výše uvedený kondenzátor, spojení bude fungovat stejně dobře. Ale můžete použít i menší kondenzátor, protože pokud je paralelní odpor větší, způsobí to, že si střídavý signál vybere cestu kondenzátorem mnohem snadněji než cestu rezistorem, protože cesta kondenzátorem má ve srovnání s rezistorem mnohem menší odpor, pokud je odpor větší. Takže s rostoucím odporem může hodnota kapacity klesat. Ale opět platí, že použití větší hodnoty kondenzátoru, než je potřeba, nemůže být nikdy na škodu. Použití menšího kondenzátoru by mohlo.
Toto je tedy účinná metoda pro volbu hodnoty vazebního kondenzátoru. Umožňuje použít nízkofrekvenční nebo vysokofrekvenční vazbu.
Zatímco vazební kondenzátory propouštějí střídavé signály na výstup, oddělovací kondenzátory dělají pravý opak; oddělovací kondenzátory stíní střídavé signály na zem a propouštějí stejnosměrný signál v obvodu. Oddělovací kondenzátory jsou určeny k čištění stejnosměrných signálů od střídavého šumu.