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Condensatori elettrolitico e ceramico

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

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[1] Condensatori elettrolitico e ceramico

Messaggioda Foto UtenteRenzo87 » 8 ago 2012, 15:44

Salve, ho un quesito al quale non riesco a dare una spiegazione esauriente. Per la realizzazione di un circuito amplificatore finale a Fet si alimenta il circuito con tensione di 30V e si applica in parallelo un ceramico da 100 000 pF e un elettrolitico da 10 mF. Ho capito che l'elettrolitico presenta una induttanza non trascurabile a una certa banda e per questo motivo mettiamo in parallelo un ceramico in modo da collegare a massa l'induttanza. Ma come si dimensionano queste capacità? Da notare che a monte abbiamo un circuito stabilizzato da 30v quindi la tensione dovrebbe essere già livellata, o no? Grazie
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[2] Re: Condensatori elettrolitico e ceramico

Messaggioda Foto Utentemarioursino » 8 ago 2012, 16:19

Se disponi di un'alimentazione già stabilizzata a monte potresti omettere le capacità proposte, anche se metterle non fa mai male. Il calcolo di queste va eseguito in base al massimo ripple (in)desiderato sul rail di alimentazione: questo è funzione dell'assorbimento del circuito, ossia della corrente massima richiesta.

È chiaro che se il circuito fosse costituito da lampade per fari di automobile o led generici un ripple di qualche mV sarebbe irrilevante, ma nel tuo caso l'amplificatore potrebbe arrabbiarsi se lo alimenti con un trasformatore livellato da una capacità troppo piccola, dipende dal PSRR dei componenti attivi al suo interno. Il fatto che ci sia un alimentatore stabilizzato suggerisce che il suo stadio di uscita sia già sufficiente allo scopo, l'importante è che possa fornire la corrente richiesta a 30 V.

Per il calcolo della capacità in funzione dell'ampiezza massima di ripple ad una data corrente qualcuno aveva costruito un'equazione che mi pare avesse un 4 al denominatore.. Forse l'aveva ricavata Foto UtenteIsidoroKZ.
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[3] Re: Condensatori elettrolitico e ceramico

Messaggioda Foto Utentesimo85 » 8 ago 2012, 17:52

Se l'alimentatore è stabilizzato e la tensione e raddrizzata da un raddrizzatore ad onda completa, la capacità del condensatore di livellamento si dimensiona con la formula:

C = \frac{I_\text{Load}}{2 \cdot F_\text{req} \cdot V_\text{ripple}}
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[4] Re: Condensatori elettrolitico e ceramico

Messaggioda Foto Utentecarloc » 8 ago 2012, 18:15

Direi che in generale il problema è un po' più complesso del semplice ripple...

anche se hai una alimentazione stabilizzata devi considerare che l'impedenza di uscita dell'alimentatore non sarà mai zero come dovrebbe idealmente.

Impedenza di alimentazione diversa da zero ha numerose ripercursioni sul funzionamento dell'amplificatore con svariati tipi di problemi di disturbi, distorsioni e non ultimo la sua stabiltà.

In questa ottica i condensatori potrebbere abbassare l'impedenza vista nell'alimentazione dal circuito dell'amplificatore a certe frequenze.
Il fatto di metterne due in parallelo di valore e tecnologia diverse è una cosa molto diffusa ma piuttosto delicata.
Alla frequenza cui l'elettrolitico è "diventato un'induttanza" si trova in parallelo l'altro ancora capacitivo => circuito risonante parallelo, ci sarà una frequenza a cui l'impedenza diventerà molto elevata.
Fare conti su queste cose è particolarmente difficoltoso, praticamente si devono considerare gli elementi parassiti dei componenti (spesso noti in modo molto approssimato) ed anche gli elementi parassiti del layout, piste e cavi anche loro piuttosto difficili da stimare.
Se ti serve il valore di beta: hai sbagliato il progetto!
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[5] Re: Condensatori elettrolitico e ceramico

Messaggioda Foto UtenteIsidoroKZ » 8 ago 2012, 18:37

Giusto quanto dice Foto Utentecarloc. Volevo scrivere qualcosa del genere anch'io, ma sono dovuto scappare causa altra bottarella di terremoto!
Per usare proficuamente un simulatore, bisogna sapere molta più elettronica di lui
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Se volete risposte rispondete a tutte le mie domande
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[6] Re: Condensatori elettrolitico e ceramico

Messaggioda Foto UtenteRenzo87 » 8 ago 2012, 20:59

Quindi diciamo che si tratta di un'adattamento di impedenza tra i due stadi..ok, ma se volessi calcolare numericamente i valori di queste capacità come dovrei muovermi?
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[7] Re: Condensatori elettrolitico e ceramico

Messaggioda Foto Utenteobiuan » 26 set 2013, 16:37

carloc ha scritto:Il fatto di metterne due in parallelo di valore e tecnologia diverse è una cosa molto diffusa ma piuttosto delicata.
Alla frequenza cui l'elettrolitico è "diventato un'induttanza" si trova in parallelo l'altro ancora capacitivo => circuito risonante parallelo, ci sarà una frequenza a cui l'impedenza diventerà molto elevata.
Fare conti su queste cose è particolarmente difficoltoso, praticamente si devono considerare gli elementi parassiti dei componenti (spesso noti in modo molto approssimato) ed anche gli elementi parassiti del layout, piste e cavi anche loro piuttosto difficili da stimare.


A spanne, un elettrolitico è capacitivo fino a circa 50Khz, resistivo da 50Khz a 10MHz, induttivo oltre.
Un ceramico è capacitivo fino a 20 MHz, Induttivo oltre.

Un elettrolitico senza ceramico in parallelo, non filtra niente da 50Khz in su.

Un elettrolito con ceramico in parallelo, "rischia" di non filtrare niente in una zona attorno ad una frequenza di risonanza che spesso si posiziona in una zona di frequenze al di là di quella di interesse.

Se poi vuoi calcolare quale sia il miglior valore del ceramico da mettere, devi scaricare i datasheet dei condensatori che intendi usare e vedere se c'è possibilità che si crei la risonanza parallelo. In pratica verifica dalla curva impedenza/frequenza qual è la frequenza alla quale il ceramico diventa induttivo. Poi dalla stessa curva dell'elettrolico ottieni la sua induttanza parassita (a spanne), e da quello calcoli la frequenza di risonanza del circuito equivalente LC parallelo che si forma. Se il valore ti viene superiore a quello in cui il ceramico diventa induttivo, sei a posto.

Resta comunque il fatto che un passabanda filtra comunque e sempre più di un passatutto, quindi tutte queste assumono importanza per applicazioni specifiche in cui magari, per qualche ragione, puoi avere sorgenti di rumore in quel range di frequenze. Altrimenti ritengo sia del tutto tracurabile.

Se hai bisogno di un esempio su come calcolare la C, te lo posto.
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