क्या वास्तव में कैपेसिटर की श्रृंखला को शामिल करने का कारण बनता है?


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उच्च आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए कैपेसिटर का चयन करने में कुछ शोध करना, समतुल्य श्रृंखला अधिष्ठापन की अवधारणा बहुत अधिक आती है। जाहिरा तौर पर सभी कैपेसिटर में यह परजीवी प्रेरण होता है जो घटक की समाई के साथ श्रृंखला में दिखाई देता है। यदि ईएसएल उच्च है, उच्च आवृत्तियों में यह प्रेरक प्रतिक्रिया भी कैपेसिटिव रिएक्शन को रद्द कर सकती है, और कैप अनिवार्य रूप से एक अवरोधक के रूप में कार्य करता है जो डीसी को ब्लॉक करता है।

लेकिन ईएसएल इतना महत्वपूर्ण क्यों है? निश्चित रूप से, कैप में तार होते हैं, लेकिन मुझे लगता है कि बाकी सर्किट में बहुत अधिक तार होते हैं और इसलिए बहुत अधिक परजीवी इंडक्शन होता है जो कि शॉर्ट कंपोनेंट लीड की तुलना में बहुत बड़ी समस्या होगी। अन्यथा कैप बस बीच में एक ढांकता हुआ के साथ प्लेटें हैं, तो यह उनके बारे में क्या है जो हमें ईएसएल के बारे में इतनी चिंता करने का कारण बनता है?

जब इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर की बात आती है, तो मुझे एक स्पष्टीकरण मिला: यह समझाया गया था कि चूंकि टोपी मूल रूप से पन्नी के रोल का एक लंबा टुकड़ा है, निश्चित रूप से बहुत अधिक अधिष्ठापन होता है क्योंकि पन्नी का रोल एक कॉइल की तरह काम करता है। लेकिन मुझे नहीं लगता कि यह बिल्कुल समझ में आता है: यह पन्नी के साथ वर्तमान यात्रा की तरह नहीं है ! वर्तमान एक पन्नी में एक विद्युत क्षेत्र बनाता है, जो फिर से दूसरे पन्नी में एक वर्तमान का उत्पादन करता है। लेकिन यह क्षेत्र इसके साथ-साथ नहीं, बल्कि पूरे क्षेत्र में दिखाई देता है, इसलिए यह स्पष्टीकरण मेरे लिए कोई मायने नहीं रखता है।

तो क्या कोई मुझे इस घटना को समझा सकता है, अधिमानतः सिरेमिक और इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर दोनों के संदर्भ में?


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क्या आप विस्थापन वर्तमान को "वास्तविक" वर्तमान नहीं मान रहे हैं?
संचित

जवाबों:


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अस्वीकरण: जबकि मैं सराहना करता हूं कि ओपी ने मेरे जवाब को स्वीकार कर लिया है, इसके बदले में (वर्तमान में) पीटर स्मिथ का सबसे अधिक मत दिया गया जवाब, कृपया उसे भी पढ़ना सुनिश्चित करें, क्योंकि यह बहुत स्पष्ट और उपयोगी है। यहाँ क्लिक करें!


सिरेमिक कैप और इलेक्ट्रोलाइटिक कैप्स में बहुत अलग विशेषताएं हैं, और बहुत अलग चीजों के लिए उपयोग किया जाता है।

सिरेमिक कैप में बहुत कम ईएसएल होता है, आमतौर पर एक छोटे, आधुनिक पैकेज के लिए कुछ 100 पीएच। इलेक्ट्रोलाइटिक कैप ईएसएल इससे काफी बड़ी है।

इसी तरह से, एक सिरेमिक कैप कैपेसिटेंस इलेक्ट्रोलाइटिक कैप की तुलना में बहुत कम है।

उन दो तथ्यों को एक साथ रखने से टोपी के गुंजयमान आवृत्ति में बहुत बड़ा अंतर होता है। एक इलेक्ट्रोलाइटिक टोपी कुछ 100 हर्ट्ज पर प्रतिध्वनित होती है, जबकि एक अच्छा सिरेमिक कुछ मेगाहर्ट्ज पर प्रतिध्वनित होता है।

इलेक्ट्रोलाइटिक कैप का उपयोग आमतौर पर तब किया जाता है जब आप कम-ईश आवृत्तियों से निपटते हैं, जैसे कि बिजली की आपूर्ति चौरसाई या ऑडियो एप्लिकेशन।

सिरेमिक का उपयोग किया जाता है जहां आप आवृत्ति प्रतिक्रिया पर समझौता नहीं कर सकते हैं, इसलिए उच्च आवृत्ति फिल्टर के लिए, या एक डिजिटल नियंत्रक जैसे डिजिटल, उच्च आवृत्ति डिवाइस की आपूर्ति को फ़िल्टर करने के लिए।

जैसा कि आप कहते हैं, सर्किट तारों से बना होता है, आमतौर पर कैप लीड की तुलना में अधिक लंबा होता है। यह सच है, और यही कारण है कि सिरेमिक कैप को आमतौर पर उस बिंदु से कुछ मिमी की दूरी पर रखा जाता है जिसे फ़िल्टर / आपूर्ति करना चाहिए। एक पीसीबी पर कुछ मिमी, ट्रैक की चौड़ाई के आधार पर, आसानी से कुछ 100 पीएच का अधिष्ठापन है, इसलिए आप दोगुना कर रहे हैं जो टोपी प्रदान कर रहा है।

उच्च आवृत्तियों पर, कैप एक प्रतिरोध के रूप में कार्य नहीं करता है, बल्कि एक प्रारंभ करनेवाला के रूप में होता है, और इसकी बाधा आवृत्ति के साथ बढ़ती है।

इंडक्शन कहाँ से आता है, इसके बारे में मुझे यकीन नहीं है कि अगर यह सहज ज्ञान युक्त संतोषप्रद उत्तर प्राप्त करना संभव है। आप कहते हैं कि करंट फ़ॉल्स में यात्रा नहीं कर रहा है, लेकिन यह सच नहीं है। वे एक ही क्षमता पर हैं और वर्तमान केवल डीसी पर उनके साथ यात्रा नहीं करता है। 1 मेगाहर्ट्ज में क्या होता है? और 1 गीगा? कुछ करंट निश्चित रूप से फुहारों के माध्यम से भी बह रहा है।

सिरेमिक बहुत बेहतर हैं, उन्हें एक डबल कंघी की तरह बनाया गया है:

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6e/MLCC-Principle.svg/1920px-MLCC-Principle.svg.png स्रोत से लिंक करें

इस तरह, "सबसे लंबा रास्ता" बहुत छोटा है, इस प्रकार परजीवी प्रेरण बहुत कम है। यदि आप सिरेमिक के लिए ईएसएल को देखते हैं, तो आप पाएंगे कि यह आंकड़ा लगभग केवल पैकेज के आकार, छोटे पैकेज, ईएसएल के कम होने पर निर्भर करता है।


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जब धारा प्रवाहित होती है, तो उसके चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र की परिभाषा होती है । यह किसी भी कंडक्टर के लिए एक अलग वर्तमान के साथ आत्म-प्रेरण की ओर जाता है ।

एक संधारित्र एसी पर एक कम प्रतिबाधा है (सटीक मात्रा पाठ्यक्रम की आवृत्ति पर निर्भर करती है) तो एक वास्तविक संधारित्र इस तरह दिखता है:

C1 नाममात्र संधारित्र है, R1 समतुल्य श्रृंखला प्रतिरोध है , L1 समतुल्य श्रृंखला उपपादन है और R2 रिसाव प्रतिरोध है।

ढांच के रूप में

इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध

आप ध्यान देंगे कि अब हमारे पास एक नम श्रृंखला गुंजयमान सर्किट है; स्व प्रतिध्वनि के नीचे यह कैपेसिटिव है, अनुनाद पर यह प्रतिरोधक है और ऊपर यह आगमनात्मक है।

ईएसएल का मूल्य सामग्री और डिवाइस के आकार दोनों पर निर्भर करता है; एक के लिए रिवर्स ज्यामिति यह 300pH जितनी कम हो सकता है पैकेज एक 0204 सतह में डिवाइस माउंट; एक विशिष्ट 0402 सतह माउंट सिरेमिक लगभग 680pH है।

डिकम्प्लिंग और कपलिंग उपकरणों के लिए यह एक उच्च गति वाली दुनिया में मायने रखता है।

चलो एक त्वरित गणना करते हैं। अगर मैं एक ऐसे डिवाइस को डिकॉउप्‍लीट कर रहा हूं जिसमें 200 पि‍कोसेकंड की आंतरिक स्विचिंग दरें हैं (न कि सभी असामान्य हैं और 2.5GHz पर फ्रीक्वेंसी कलाकृतियां हैं) और मैं 0402 0.1uF डिवाइस का उपयोग करता हूं, तो वास्तविक प्रतिबाधा लगभग 4.3 ओम है और यह आगमनात्मक है

आपने सही पढ़ा; संधारित्र अब एक प्रारंभ करनेवाला के रूप में कार्य कर रहा है।

विशिष्ट सतह माउंट ESLs:

0402 680pH: 0603 लगभग 900pH: 0805 लगभग 1.2nH

4 तू (काफी सामान्य) पर 1 इंच ट्रैक में संदर्भ के लिए लगभग 5nH प्रेरण है। यही कारण है कि डिकूपिंग डिवाइसों को वास्तविक पावर पिन के बहुत करीब होने की आवश्यकता होती है। एक उपकरण जो इन आवृत्तियों पर 1/2 इंच की दूरी पर है और साथ ही साथ मौजूद नहीं है।

पीसीबी ट्रेस के लिए इंडक्शन प्लेन के ऊपर होता है; विमान की दूरी के आधार पर सटीक मान अलग-अलग होगा (क्योंकि यह कुल वापसी पथ और गोल यात्रा समय को प्रभावित करता है)। मैंने उपरोक्त मानों को पीसीबी डिजाइनों के लिए एक अच्छा (रूढ़िवादी) शुरुआती बिंदु माना है। वास्तविक अधिष्ठापन विशेष रूप से लूप के लिए कुल वर्तमान पथ दूरी पर निर्भर है।

तो ईएसएल का कारण? भौतिक विज्ञान।


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अकेले पहले पैराग्राफ के लिए +1 - यह यहाँ की मुख्य अवधारणा है।
डेव ट्वीड

@ पीटर ग्राउंड प्लेन के ऊपर 1 इंच का ट्रैक है? तार के प्रति इंच के 1 नैनोहेनरी (हल्के लॉग के योगदान की अनदेखी) के अंगूठे के उपयोगी नियम को देखते हुए, मैं 25 नैनो नैनो के लिए किसी भी बड़े विमान के पास 1 इंच के ट्रैक की उम्मीद नहीं करूंगा। 25nH से 5nH तक की कमी ---- यदि एक समतल के समीप ---- कि 5: 1 की कमी, वह है जो मैं वर्षों से वायर-ओवर-प्लेन के लिए उपयोग कर रहा हूं। फिर से, आपका कथन "लगभग 5nH है" उस 1 "ट्रेस, 0.004 चौड़े के लिए है, क्या यह एक ग्रह है?
analogsystemsrf

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@analogsystemsrf - उत्तर अपडेट किया गया; एक विमान पर।
पीटर स्मिथ

@ पीटर धन्यवाद। मैं 5: 1 कमी (एक विमान से अधिक) का उपयोग करना शुरू कर दूंगा।
analogsystemsrf

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यह समस्या इसलिए है क्योंकि मैंने EE से कंप्यूटर इंजीनियरिंग में स्विच किया है। मैंने लाइब्रेरी से एक किताब चेक की, "द आर्ट ऑफ़ हाई स्पीड डिजिटल डिज़ाइन: एक हैंडबुक ऑफ़ ब्लैक मैजिक।" अध्याय एक ने इस आशय का वर्णन किया। मेरी प्रतिक्रिया: "पेंच!" अब मुझे कंप्यूटर पर प्रोग्राम करने के लिए किसी और को मेरे लिए इन सभी प्रतिपुष्टि विवरणों का पता लगाने के बाद मिलता है!
Cort Ammon
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