Kondensator sprzęgający jest kondensatorem, który jest używany do sprzęgania lub łączenia razem tylko sygnału AC z jednego elementu obwodu do drugiego. Kondensator blokuje sygnał stały przed wejściem do drugiego elementu i w ten sposób przepuszcza tylko sygnał zmienny.
Użycie kondensatorów sprzęgających
Kondensatory sprzęgające są użyteczne w wielu typach obwodów, w których sygnały AC są pożądanymi sygnałami do wyprowadzenia, podczas gdy sygnały DC są po prostu używane do zapewnienia zasilania niektórych elementów w obwodzie, ale nie powinny pojawiać się na wyjściu.
Na przykład, kondensator sprzęgający zwykle jest używany w obwodach audio, takich jak obwód mikrofonu. Moc prądu stałego jest używana, aby dać moc do części obwodu, takich jak mikrofon, który potrzebuje mocy prądu stałego do działania. Tak więc sygnały DC muszą być obecne w obwodzie dla celów zasilania. Jednakże, gdy użytkownik mówi do mikrofonu, mowa jest sygnał AC, i ten sygnał AC jest tylko sygnał w końcu chcemy przekazać. Kiedy przekazujemy sygnały AC z mikrofonu na urządzenie wyjściowe, powiedzmy głośniki, które mają być odtwarzane lub komputer, który ma być nagrywany, nie chcemy przekazywać sygnału DC; pamiętaj, że sygnał DC był tylko do zasilania części obwodu. Nie chcemy, aby pojawił się on na nagraniu wyjściowym. Na wyjściu chcemy mieć tylko sygnał mowy AC. Tak więc, aby upewnić się, że tylko sygnał AC przechodzi, podczas gdy sygnał DC jest blokowany, umieszczamy w obwodzie kondensator sprzęgający.
How to Place a Coupling Capacitor in a Circuit
W celu umieszczenia kondensatora w obwodzie dla sprzężenia AC, kondensator jest połączony szeregowo z obciążeniem, które ma być sprzężone.
Kondensator jest w stanie zablokować niskie częstotliwości, takie jak DC, i przejść wysokie częstotliwości, takie jak AC, ponieważ jest to urządzenie reaktywne. Reaguje na różne częstotliwości w różny sposób. Do sygnałów o niskiej częstotliwości, to ma bardzo wysoką impedancję, lub opór, więc niskie częstotliwości sygnały są blokowane z przechodzenia. Do sygnałów wysokiej częstotliwości, ma niską impedancję lub opór, więc sygnały wysokiej częstotliwości są przepuszczane przez łatwo.
Jak wybrać wartość kondensatora sprzęgającego
Teraz, gdy wiemy, co to jest kondensator sprzęgający i jak umieścić w obwodzie do sprzęgania, następną rzeczą jest jak wybrać odpowiednią wartość kondensatora sprzęgającego.
Wartość kondensatora sprzęgającego zależy od częstotliwości przepuszczanego przez niego sygnału AC.
Kondensatory są urządzeniami reaktywnymi, co oznacza, że oferują różną impedancję (lub rezystancję) dla sygnałów o różnych częstotliwościach. Do sygnałów o niskiej częstotliwości, takich jak DC o częstotliwości 0Hz, kondensatory oferują bardzo wysoką rezystancję. To jest, jak kondensatory są w stanie zablokować sygnały DC z przechodzących przez niego. Jednakże, jak częstotliwość sygnału wzrasta, kondensator oferuje stopniowo mniejszą rezystancję. Reaktancja kondensatora zmienia się zgodnie ze wzorem, reaktancja= 1/2πfC, gdzief jest częstotliwością, a C jest pojemnością. Więc można zobaczyć, że reaktancja kondensatora jest proporcjonalna do częstotliwości i pojemności.
Skoro kondensatory oferują mniejszą reaktancję przy wyższych częstotliwościach, bardzo niska pojemność jest wartość jest potrzebna, aby umożliwić im przejście. Więc bardzo wysokie częstotliwości sygnały potrzebują tylko bardzo małe kondensatory, takie jak w picofarad (pF) zakres.
Kondensatory oferują większą reaktancję przy niższych częstotliwościach. Dlatego potrzebują znacznie większych wartości pojemności, aby umożliwić tym sygnałom o niższych częstotliwościach przejście przez. Tak więc sygnały o niskiej częstotliwości będą wymagały kondensatorów w zakresie mikrofaradów.
Więc kondensatory sprzęgające są używane w wielu różnych zastosowaniach. Jednym z najczęstszych zastosowań jest zastosowanie we wzmacniaczach. Jednakże, mogą one być stosowane praktycznie w każdym obwodzie, który wymaga blokowania DC ze sprzężeniem AC, takich jak aplikacje częstotliwości radiowej (RF).
Ponieważ aplikacje częstotliwości audio i częstotliwości radiowych odpowiadają szerokiemu zakresowi częstotliwości, który obejmuje częstotliwości od herców aż do megaherców, obejmuje to wszystkie częstotliwości, które są niezbędne dla aplikacji sprzęgających.
Poniżej znajduje się podstawowe przybliżone wytyczne dotyczące kondensatorów, które mogą być używane dla różnych częstotliwości.
Do sprzęgania sygnału 100Hz, można użyć kondensatora 10μF.
Dla sygnału 1000Hz może być użyty kondensator 1μF.
Dla sygnału 10KHz może być użyty kondensator 100nF.
Dla sygnału 100KHz może być użyty kondensator 10nF.
Dla sygnału 1MHz może być użyty kondensator 1nF.
Dla sygnału 10MHz można użyć kondensatora 100pF.
Dla sygnału 100MHz może być użyty kondensator 10pF.
Jest to przybliżone oszacowanie, które będzie skuteczne przez większość czasu. Jedyną zmienną, która może wpłynąć na powyższe wartości jest rezystancja równoległa do kondensatora.
Jeśli rezystancja równoległa do kondensatora wynosi około 10KΩ lub mniej, wszystkie wartości będą prawdziwe. Zazwyczaj opór jest znacznie mniejszy niż ta wartość.
Jednakże, jeśli opór jest większy, np. pomiędzy 10KΩ a 100KΩ, możesz podzielić powyższy kondensator przez 10; co oznacza, że możesz użyć nawet mniejszego kondensatora. Jest to całkowicie w porządku, jeśli użyjesz powyższego kondensatora, sprzężenie będzie działać tak samo dobrze. Ale możesz użyć nawet mniejszego kondensatora, ponieważ jeśli opór równolegle jest większy, to sprawia, że sygnał AC wybiera ścieżkę kondensatora o wiele łatwiej niż ścieżkę rezystora, ponieważ ścieżka kondensatora ma znacznie mniejszy opór w porównaniu do rezystora, jeśli rezystor jest większy. Więc jak opór wzrasta, wartość pojemności może się zmniejszyć. Ale, ponownie, używając większej wartości kondensatora niż to, co jest potrzebne, nigdy nie może zaszkodzić. Użycie mniejszego kondensatora może.
Jest to więc skuteczna metoda wyboru wartości kondensatora sprzęgającego. Pozwala ona na sprzężenie o niskiej lub wysokiej częstotliwości.
Podczas gdy kondensatory sprzęgające przechodzą przez sygnały AC do wyjścia, kondensatory odsprzęgające robią coś całkiem przeciwnego; kondensatory odsprzęgające bocznikują sygnały AC do ziemi i przechodzą przez sygnał DC w obwodzie. Kondensatory odsprzęgające są przeznaczone do oczyszczania sygnałów DC z szumu AC.