Sử dụng các tụ điện có giá trị khác nhau song song để bypass (hoặc decoupling) giúp lọc nhiều tần số nhiễu và đảm bảo nguồn điện ổn định cho các linh kiện nhạy cảm như IC. Lý do là:
1. Phạm vi tần số rộng
Tụ điện có giá trị lớn (thường ở phạm vi microfarad, như 10 µF hoặc 100 µF) lọc nhiễu tần số thấp . Các tụ điện này có hiệu quả trong việc ổn định nguồn điện bằng cách xử lý các dao động điện áp và nhiễu lớn hơn, chậm hơn ở tần số thấp hơn. Tuy nhiên, độ tự cảm nối tiếp tương đương (ESL) và điện trở nối tiếp tương đương (ESR) bên trong của chúng khiến chúng không hiệu quả ở tần số cao.
Tụ điện có giá trị nhỏ (thường ở phạm vi picofarad hoặc nanofarad, như 100 nF hoặc 10 pF) xử lý nhiễu tần số cao . Do ESL thấp hơn, các tụ điện này có thể lọc nhiễu và xung tần số cao hơn, nhưng chúng có thể không cung cấp đủ điện dung để lọc nhiễu tần số thấp.
Bằng cách sử dụng các tụ điện có giá trị khác nhau song song, mỗi tụ điện có thể nhắm mục tiêu nhiễu trong phạm vi tần số tương ứng của nó. Điều này cho phép lọc toàn diện hơn trên một phổ tần số rộng, ngăn nhiễu tần số cao đến các IC nhạy cảm đồng thời cung cấp sự ổn định chống lại các biến động chậm hơn.
2. Decoupling chuyển mạch tần số cao
Các mạch kỹ thuật số và thiết bị chuyển mạch hiện đại (như bộ vi điều khiển hoặc nguồn điện chuyển mạch) có thể tạo ra nhiễu ở nhiều tần số. Các tụ điện song song có giá trị khác nhau ngăn chặn cả nhiễu chuyển mạch tần số cao (do chuyển mạch nhanh) và gợn sóng tần số thấp ảnh hưởng đến nguồn điện.
3. Giảm thiểu gợn sóng điện áp
Đường cung cấp điện có xu hướng chịu cả nhiễu tạm thời và nhiễu ổn định. Tụ điện lớn hoạt động như các bể chứa năng lượng cho tải tạm thời chậm hơn, lớn hơn, trong khi tụ điện nhỏ hơn phản ứng nhanh với các xung đột đột ngột, sắc nét, đảm bảo gợn điện áp tối thiểu trên đường dây điện.
Cấu hình ví dụ
- Tụ gốm 10 µF để lọc tần số thấp.
- Tụ điện 100 nF dành cho tần số trung gian.
- Tụ điện 10 pF hoặc 1 nF dành cho nhiễu tần số cao.
Phương pháp này đảm bảo nguồn điện sạch hơn, ổn định hơn cho IC và các thành phần nhạy cảm khác. Mỗi tụ điện xử lý các phần khác nhau của phổ nhiễu, cải thiện hiệu suất tổng thể.
