¿Rociar generosamente los circuitos de conmutación con pequeños condensadores?

Ahora he leído suficientes diagramas de circuitos aplicados que creo que me estoy perdiendo algo que es obvio para los expertos en la materia: donde un diagrama abstracto tiene algunos componentes, un diagrama de cableado completo del mismo circuito está absolutamente lleno de condensadores en el rango de microfaradios.

( Para hacer: busque e inserte algunas imágenes de ejemplo aquí).

Puedo entender cómo estos condensadores suavizarían las caídas de voltaje (y supongo que generalmente hay algunos diodos para lidiar con los picos de voltaje).

Pero, ¿cómo se les ocurre a los ingenieros estos circuitos aplicados? ¿Hay reglas no escritas que simplemente conocen, como, "Sí, tengo que poner un microfaradio en este lado de un diodo, ese lado de un transistor, y tres de ellos en paralelo por este tipo de interruptor..."? ¿O conectan un prototipo, comienzan a analizar cada cruce y los agregan en función del ruido de la señal real que observan? O es más profiláctico, por ejemplo, "No me gustaría mucho ruido de voltaje aquí, así que ¿por qué no agregar algo de capacitancia solo para estar seguro?"

@AndrewMorton - Wow, eso es muy esclarecedor. Podría ser toda la respuesta. Veo, " Coloque tapas de derivación en todas partes si el espacio y el costo lo permiten ", " en cada entrada de energía " (aunque no se aborda por qué las fuentes de alimentación no proporcionan la capacitancia adecuada) y " tapas de desacoplamiento como lo especifican los circuitos integrados ". ¿Es todo correcto y completo?
La fuente de alimentación no puede compensar la inducción de la ruta actual entre ella y el componente. La inducción actúa para ralentizar la recuperación del voltaje a su valor requerido. Un condensador inmediatamente al lado del componente tiene menos inductancia en la ruta y, por lo tanto, puede reducir el cambio de voltaje a una tasa mayor. (Hasta donde yo entiendo la operación.)
Los capacitores en el suministro no son adecuados porque hay trazas de inductancia y resistencia entre el suministro y la carga.
Sí, en la mayoría de los casos ni siquiera son reglas generales, solo un hábito. En realidad, no mucha gente se molesta con la pregunta "por qué". Por cierto, lo mismo sucede incluso cuando se puede usar el cálculo, como en el cambio de suministros. Luego le pregunta al diseñador, por qué el condensador es tan grande, no puede tomar uno más barato, y él dice "ni idea, siempre uso 100uF". Todos esperamos que los diseñadores de circuitos integrados recomienden el desacoplamiento porque saben algo que nosotros no. Pero, francamente, también perdí mi confianza en ellos. Sus recomendaciones para componentes duros como FPGA son apenas realistas, por lo que siempre parece que escapan a la responsabilidad.
Para los amplificadores operacionales de audio, una derivación de la fuente de alimentación de 33 ohmios al pin, con un condensador de tantalio de 10 uF y uno de 0,1 uF en paralelo, es buena para aplicaciones de amplificador de CC o audio de alto rendimiento.

Respuestas (1)

En mi experiencia, se requieren tapas de derivación junto a los módulos que pueden cambiar de estado (flip-flops, memoria, etc.). Si no lo hace, es muy probable que su circuito experimente un comportamiento errático e incluso una falla. Esta es una lección que aprendí por mi cuenta cuando mis diseños funcionaban de manera errática y eran muy susceptibles al ruido eléctrico. Después de eso, presté más atención y seguí las recomendaciones de los diseñadores de módulos.
Luego está la cuestión del cronograma del proyecto . Por lo general, quieren que el circuito/diseño funcione "ayer". Entonces, tiene que decidir, ¿quiere dedicar tiempo a determinar dónde necesita tapas de derivación o hacer/mejorar su diseño? Si toma las recomendaciones de otros, entonces no tiene que perder tiempo en eso.
Si trabaja para una gran empresa, otras personas verificarán y probarán su diseño, lo cual es bueno. De lo contrario, tendrá que hacerlo todo usted mismo, dejando al usuario expuesto a cualquier error que pueda haber cometido. Un ejemplo de esto, que me viene a la mente, es el Hover-board. Tiene un defecto de diseño importante, que no se detectó (o ignoró) antes de lanzar el diseño a producción.
Entonces, sí, aprender de los errores y la experiencia de los demás es parte de convertirse en un mejor diseñador.

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