Введение
Передача энергии между цепями
Емкостная связь – это передача энергии в электрической сети или между удаленными сетями посредством тока смещения между узлами цепи, индуцированного электрическим полем. Эта связь может быть намеренной или случайной. В простейшей реализации емкостная связь достигается размещением конденсатора между двумя узлами. При анализе множества точек в цепи, емкость в каждой точке и между точками может быть описана в матричном виде.
Использование в аналоговых схемах
В аналоговых схемах конденсатор связи используется для соединения двух цепей таким образом, чтобы только сигнал переменного тока из первой цепи мог проходить во вторую, в то время как постоянный ток блокируется. Этот метод помогает изолировать режимы смещения по постоянному току в двух связанных цепях. Связь через емкость также известна как связь по переменному току, а конденсатор, используемый для этой цели, также известен как блокирующий конденсатор постоянного тока. Способность конденсатора связи предотвращать влияние постоянной нагрузки на источник переменного тока особенно полезна в схемах усилителей класса А, предотвращая подачу на транзистор с дополнительным резистивным смещением входного сигнала 0 вольт, что обеспечивает непрерывное усиление. Связь через емкость снижает низкочастотное усиление системы, содержащей элементы с емкостной связью. Каждый конденсатор связи вместе с входным электрическим импедансом следующей ступени формирует фильтр верхних частот, а последовательность фильтров приводит к суммарному фильтру с частотой среза, которая может быть выше, чем у каждого отдельного фильтра. Конденсаторы связи также могут вносить нелинейные искажения на низких частотах. Это не является проблемой на высоких частотах, поскольку напряжение на конденсаторе остается очень близким к нулю. Однако, если частота сигнала, проходящего через емкость связи, значительно ниже частоты среза RC-цепи, на конденсаторе может развиться напряжение, что для некоторых типов конденсаторов приводит к изменению емкости и, как следствие, к искажениям. Этого можно избежать, выбирая типы конденсаторов с низким температурным коэффициентом напряжения и используя большие номиналы, которые помещают частоту среза значительно ниже частоты сигнала.
Использование в цифровых схемах
Схема сцепления переменного тока также широко используется в цифровых схемах для передачи цифровых сигналов с нулевой постоянной составляющей, известных как сигналы с нулевым уровнем постоянного тока. Волновые формы с нулевым уровнем постоянного тока полезны в системах связи, поскольку их можно использовать в электрических соединениях с переменным током для предотвращения проблем с дисбалансом напряжения и накоплением заряда между соединенными системами или компонентами. По этой причине большинство современных кодов линейного кодирования разрабатываются для формирования волновых форм с нулевым уровнем постоянного тока. Наиболее распространенными классами таких кодов являются коды постоянного веса и коды парной дисперсии.
Гиммическая петля
Гиммическая петля – это простой тип ёмкостной связи: два близко расположенных проводника. Она обеспечивает ёмкостную связь в несколько пикофарад между двумя узлами. Обычно проводники скручены вместе.
Паразитарная емкостная сцепка
Емкостная связь часто возникает непреднамеренно, например, как емкость между двумя проводами или дорожками печатной платы, расположенными рядом друг с другом. Один сигнал может емкостно связываться с другим, создавая помехи. Для уменьшения этой связи провода или дорожки стараются максимально разнести, либо между потенциально взаимодействующими сигналами прокладывают заземляющие линии или заземляющие плоскости, чтобы связь осуществлялась с землей, а не между самими сигналами. В прототипах высокочастотных (десятки мегагерц) или аналоговых схем с высоким коэффициентом усиления часто используют схемы, построенные над заземляющей плоскостью, для контроля нежелательной связи. Если выход усилителя с высоким коэффициентом усиления емкостно связывается с его входом, он может начать генерировать колебания, превратившись в электронный генератор.