Decoupling Capacitor(Dekuplaj Kapasitörleri)

DECOUPLING CAPACITOR( DEKUPLAJ KAPASİTÖR )

Devrede gürültü istenilmeyen bir durumdur. Gürültüyü engellemenin en kolay yollarından biri ise dekuplaj kondansatörü kullanmaktır. Gürültüyü engellemek yani düzgün voltaj sağlanması ve düzgün frekans kontrolü yapılabilmesi için kullanılmaktadır.
 Bu bağlantı şekli elektronik devrelerin çalışması için son derece önemlidir. Hatta çalışmayan pek çok elektronik devre, gürültüye maruz kalan bir eleman yüzünden çalışmamaktadır. Eğer bir elektronik devre tasarlıyor iseniz gürültülere dikkat ederek doğru şekilde gürültüleri toprağa göndermelisiniz.
Özellikle gürültüden çabuk etkilenen ve frekansların sizin için önemli olduğu devrelerde kullanmanız gerekir.
Eğer bu kapasitörleri seri bağlarsanız DC yalıtmış olursunuz,paralel bağlar iseniz AC yalıtmış olursunuz. Hidroist ekibinin en çok kullandığı yer ise ST mikroişlemcilerinin devreleridir. Bunun sebebi ise mikroişlemcilerin veya harici kristallerin gürültüden etkilenmemesi ve az da olsa voltaj stabilitesini düzenlemesi için kullanılır.
Her STM’in datasheetindeki “Power supply scheme” kısmında bu kapasitörlerin kaç tane kullanılması ve kaç Faradlık kullanılması gerektiği yazmaktadır.Genel olarak ise 100 NanoFaradlık ve 10 NanoFaradlık kapasitörler kullanılır. Kapasitörün sayısı ise VDD girişine göre belirlenir kaç tane VDD girişi varsa o kadar kapasitör kullanılır.

STM İÇİN ÖRNEK ŞEMATİK ÇİZİMİ :

Dekuplaj kapasitörlerinin PCB çiziminde ise iyi işlevsellik sağlamak için kullanıldığı devreye mümkün olduğu kadar yakın olmalı veya multilayer bir PCB kullanıyor iseniz via aracılığıyla da bağlayabilirsiniz.

ÖNERİLEN PCB ÇİZİMİ :

Decoupling kapasitörlerinin değerini nasıl hesaplarız ? Neden ST 100 nF kullanmamızı söylüyor ?

Formül: C = I(𝚫𝐭/𝚫𝑽) 
C : Kapasitans 
I : Maksimum akım
t : Çıkış yükselme süresi
V : Max dalgalanma voltajı

STM için kapasitans hesabı şu şekildedir:

STM de maksimum akım 200mA dir ,çıkış yükselme süresi 25 ns dir ve maksimum dalgalanma voltajını 50mV kabul edersek decoupling kapasitelerinin kapasitansı nedir ?

200 𝑚𝐴 .(25 𝑛𝑠 / 50 𝑚𝑉) = 100nF

(Yukarıdaki örnekte verilen akım ve saniye değeri STM32F0 datasheetinden alınmıştır.Dalgalanma voltajı rastgele bir değerdir. )
Bu örneğe göre bir çıkarım yapacak olursak:

Burada dalglanma voltajı(ripple voltage) aslında gürültüdür,ST firması bize 100nF lik kapasitör kullanmamızı önerdiğine göre STM in maksimum dalgalanma voltajı 50 mV olarak alınmıştır.

Formülün öğrenildiği kaynak :
http://www.ti.com/lit/an/spra906/spra906.pdf