
{"id":2234,"date":"2020-12-30T22:02:26","date_gmt":"2020-12-31T01:02:26","guid":{"rendered":"http:\/\/eliezerladeira.com.br\/blog\/?p=2234"},"modified":"2020-12-30T22:02:33","modified_gmt":"2020-12-31T01:02:33","slug":"acoplamento-desacoplamento-capacitivo","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/eliezerladeira.com.br\/blog\/acoplamento-desacoplamento-capacitivo\/","title":{"rendered":"Capacitores &#8211; Princ\u00edpios para acoplamento e desacoplamento capacitivo de circuitos"},"content":{"rendered":"\n<p>Idealmente, a imped\u00e2ncia do capacitor de acoplamento deve ser nula para a frequ\u00eancia do sinal. Para isso, o capacitor de acoplamento precisa ter o maior valor poss\u00edvel, levando-se em conta as limita\u00e7\u00f5es de espa\u00e7o e custo.<br \/>Na pr\u00e1tica, contudo, por causa da indut\u00e2ncia residual dos capacitores, que costuma aumentar com o tamanho do mesmo (e, portanto, com a capacit\u00e2ncia), \u00e9 necess\u00e1rio limitar-se o valor m\u00e1ximo de capacit\u00e2ncia utiliz\u00e1vel em determinada frequ\u00eancia, de forma a n\u00e3o se ultrapassar a frequ\u00eancia de autoresson\u00e2ncia do capacitor.<br \/><br \/>O acoplamento e desacoplamento via capacitor precisa oferecer baixa imped\u00e2ncia para os sinais e preservar a polariza\u00e7\u00e3o cont\u00ednua. Ambos os requisitos podem ser atendidos pela escolha do tipo adequado de capacitor e pelo c\u00e1lculo do valor da capacit\u00e2ncia e da tens\u00e3o de ruptura do diel\u00e9trico. Para que um determinado capacitor cumpra de maneira eficiente sua tarefa, ele deve apresentar as seguintes caracter\u00edsticas:<br \/><br \/>a) A reat\u00e2ncia capacitiva dever\u00e1 ser pequena em compara\u00e7\u00e3o com a imped\u00e2ncia do(s) ponto(s) do circuito onde o mesmo estiver conectado. Este requisito \u00e9 atendido facilmente, desde que se conhe\u00e7a a imped\u00e2ncia do ponto de conex\u00e3o e a frequ\u00eancia do sinal que se deseja acoplar ou desacoplar.<br \/>Para o acoplamento ou desacoplamento, os capacitores dever\u00e3o apresentar uma reat\u00e2ncia que n\u00e3o ultrapasse 10% do valor da imped\u00e2ncia vista pelos seus terminais. A aplica\u00e7\u00e3o dessa regra simples produz bons resultados. Na condi\u00e7\u00e3o limite, por exemplo, quando a reat\u00e2ncia capacitiva \u00e9 exatamente 10% da imped\u00e2ncia, o ganho do circuito ser\u00e1 igual a 0,995 do m\u00e1ximo, com um \u00e2ngulo de fase de 5,7\u00ba, ou seja, haver\u00e1 uma perda de ganho de apenas 0,5%, que \u00e9 perfeitamente desprez\u00edvel, se comparada com a toler\u00e2ncia normalmente aceita para os valores dos componentes utilizados nos circuitos eletr\u00f4nicos.<br \/><br \/>Deve-se observar, contudo, que os efeitos do acoplamento e desacoplamento s\u00e3o cumulativos, devendo-se calcular o efeito total sobre o ganho e o \u00e2ngulo de fase com o aux\u00edlio das seguintes equa\u00e7\u00f5es (desde que os capacitores de acoplamento e desacoplamento tenham uma reat\u00e2ncia igual a 10% da imped\u00e2ncia no ponto).<br \/>Onde <b><i>n<\/i><\/b> representa o n\u00famero de capacitores de acoplamento e desacoplamento empregados no circuito.<\/p>\n<div id=\"post-body-3431959676829504932\" class=\"post-body entry-content\">\n<div><img decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-2235 size-full lazyload\" data-src=\"http:\/\/eliezerladeira.com.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2020\/12\/eq01.png\" alt=\"\" width=\"186\" height=\"66\" src=\"data:image\/svg+xml;base64,PHN2ZyB3aWR0aD0iMSIgaGVpZ2h0PSIxIiB4bWxucz0iaHR0cDovL3d3dy53My5vcmcvMjAwMC9zdmciPjwvc3ZnPg==\" style=\"--smush-placeholder-width: 186px; --smush-placeholder-aspect-ratio: 186\/66;\" \/><a href=\"http:\/\/eliezerladeira.com.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2020\/12\/eq02.png\"> \u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 <img decoding=\"async\" class=\"alignnone wp-image-2236 size-full lazyload\" data-src=\"http:\/\/eliezerladeira.com.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2020\/12\/eq02.png\" alt=\"\" width=\"177\" height=\"60\" src=\"data:image\/svg+xml;base64,PHN2ZyB3aWR0aD0iMSIgaGVpZ2h0PSIxIiB4bWxucz0iaHR0cDovL3d3dy53My5vcmcvMjAwMC9zdmciPjwvc3ZnPg==\" style=\"--smush-placeholder-width: 177px; --smush-placeholder-aspect-ratio: 177\/60;\" \/><\/a><\/div>\n<br \/><br \/>b) A reat\u00e2ncia indutiva residual dos capacitores, principalmente os de desacoplamento, dever\u00e1 ser mantida pequena em compara\u00e7\u00e3o com a sua reat\u00e2ncia capacitiva. A reat\u00e2ncia indutiva residual \u00e9 causada pela indut\u00e2ncia dos terminais e das placas do capacitor, adicionada \u00e0 indut\u00e2ncia da trilha de circuito impresso onde o mesmo est\u00e1 conectado. Por isso, em frequ\u00eancias superiores a 30 MHz e nos amplificadores de pot\u00eancia, onde a indut\u00e2ncia residual precisa ser mantida em n\u00edveis especialmente reduzidos, \u00e9 importante que as trilhas do circuito impresso sejam curtas e largas e que o capacitor utilizado possua terminais curtos e grossos e, de prefer\u00eancia, planos.<br \/>Nas frequ\u00eancias inferiores a 1 MHz, a indut\u00e2ncia residual exerce pequena influ\u00eancia no acoplamento ou desacoplamento do circuito e a maioria dos modelos de capacitores poder\u00e3o ser utilizados, com exce\u00e7\u00e3o dos capacitores eletrol\u00edticos de valor elevado.<br \/><br \/>Em frequ\u00eancias superiores a 1 MHz, os capacitores eletrol\u00edticos poder\u00e3o ser utilizados, desde que em paralelo com outros capacitores de valor adequado, de filme pl\u00e1stico ou disco cer\u00e2mico. Esse \u00e9 o recurso utilizado em amplificadores de faixa larga para garantir o acoplamento e o desacoplamento, onde, nas baixas frequ\u00eancias, atuam os capacitores eletrol\u00edticos, e, nas altas frequ\u00eancias, atuam os capacitores de menor valor.<br \/>Acima de 10 MHz, a indut\u00e2ncia residual dos capacitores de filme pl\u00e1stico torna desaconselh\u00e1vel sua utiliza\u00e7\u00e3o para o desacoplamento, devendo-se optar por capacitores que possuam placas planas, como os cer\u00e2micos de disco, os \u201cchips\u201d e os multicamadas.<br \/><br \/>Nos amplificadores de pot\u00eancia que operam em frequ\u00eancias superiores a 70 MHz, \u00e9 conveniente a utiliza\u00e7\u00e3o de capacitores de mica blindada. Ali\u00e1s, para o desacoplamento da fonte de alimenta\u00e7\u00e3o, deve-se preferir capacitores que possuem eletrodos duplos para a conex\u00e3o com a armadura interna (capacitores de passagem). Devido a possu\u00edrem eletrodos planos e uma carca\u00e7a met\u00e1lica conectada \u00e0 armadura externa, que permite sold\u00e1-los diretamente \u00e0 placa de circuito impresso, os capacitores de passagem de mica blindada apresentam uma indut\u00e2ncia residual virtualmente nula.<br \/>A redu\u00e7\u00e3o da indut\u00e2ncia residual pode ser conseguida, tamb\u00e9m, pela conex\u00e3o em paralelo de dois ou mais capacitores, de valores iguais ou diferentes. Este recurso pode ser utilizado com sucesso na faixa 150 MHz, onde \u00e9 comum associar-se em paralelo 3 ou 4 capacitores cer\u00e2micos de disco de 470pF, por exemplo, para a obten\u00e7\u00e3o de um resultado semelhante ao conseguido pela utiliza\u00e7\u00e3o de capacitores de mica blindada.<br \/><br \/>A figura abaixo mostra um gr\u00e1fico com as faixas de frequ\u00eancias e capacit\u00e2ncia apropriadas para cada tipo de capacitor.<br \/><br \/><img fetchpriority=\"high\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-2237 size-full\" src=\"http:\/\/eliezerladeira.com.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2020\/12\/fig1.png\" alt=\"\" width=\"400\" height=\"232\" srcset=\"https:\/\/eliezerladeira.com.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2020\/12\/fig1.png 400w, https:\/\/eliezerladeira.com.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2020\/12\/fig1-300x174.png 300w\" sizes=\"(max-width: 400px) 100vw, 400px\" \/><br \/><br \/>Os valores de capacit\u00e2ncia m\u00e1xima em fun\u00e7\u00e3o da frequ\u00eancia mostrados no gr\u00e1fico s\u00e3o adequados nos circuitos onde n\u00e3o existem grandes quantidades de harm\u00f4nicos. Se for necess\u00e1ria a utiliza\u00e7\u00e3o do valor m\u00e1ximo permitido em determinada frequ\u00eancia, e a distor\u00e7\u00e3o harm\u00f4nica ultrapassar a 10%, como acontece nos amplificadores classe C, ser\u00e1 necess\u00e1ria a utiliza\u00e7\u00e3o de outro capacitor em paralelo, de valor adequado para a frequ\u00eancia do harm\u00f4nico correspondente. Este procedimento \u00e9 normalmente empregado em frequ\u00eancias superiores a 30 MHz, onde \u00e9 comum a associa\u00e7\u00e3o em paralelo de 2 ou 3 capacitores, de, por exemplo, 100pF, 1nF e 100nF. O primeiro, de alto valor, e utilizado para a preven\u00e7\u00e3o contra oscila\u00e7\u00f5es em baixas frequ\u00eancias (entre 100 kHz e 10 MHz). Os dois \u00faltimos, de menor valor, para o desacoplamento do sinal e seus harm\u00f4nicos.<br \/><br \/>c) A resist\u00eancia de perdas do circuito equivalente s\u00e9rie do capacitor dever\u00e1 ser pequena em compara\u00e7\u00e3o com a resist\u00eancia do(s) ponto(s) de liga\u00e7\u00e3o. Este requisito \u00e9 especialmente importante quando se tratar do acoplamento ou desacoplamento em pontos onde circule uma intensidade de corrente apreci\u00e1vel, como nos amplificadores de pot\u00eancia, por exemplo. Para a redu\u00e7\u00e3o da resist\u00eancia em s\u00e9rie, al\u00e9m da utiliza\u00e7\u00e3o de capacitores adequados, como os de mica e cer\u00e2micos de baixas perdas, \u00e9 poss\u00edvel a associa\u00e7\u00e3o em paralelo de dois ou mais capacitores, recursos que tamb\u00e9m contribui para a redu\u00e7\u00e3o da indut\u00e2ncia residual.<\/div>\n<div class=\"post-body entry-content\"><br \/><br \/>\n<h5>Desacoplamento da alimenta\u00e7\u00e3o<\/h5>\nNas frequ\u00eancias superiores a 1 MHz, deve-se considerar a fonte de alimenta\u00e7\u00e3o como um circuito aberto para corrente alternada, tornando-se imprescind\u00edvel a utiliza\u00e7\u00e3o de um capacitor de desacoplamento em cada um dos circuitos por ela alimentados. Isso evita o acoplamento indevido dos circuitos via linha de alimenta\u00e7\u00e3o, o que costuma causar s\u00e9rios inconvenientes, como instabilidade de funcionamento, oscila\u00e7\u00f5es indesej\u00e1veis, entre outros. Neste caso, tamb\u00e9m \u00e9 essencial a utiliza\u00e7\u00e3o de resistores separadores entre cada circuito e a fonte de alimenta\u00e7\u00e3o. Para se evitar a queda de tens\u00e3o provocada pelos resistores, estes podem ser substitu\u00eddos por indutores de valor adequado (choques).<br \/><br \/>Para o desacoplamento da linha de alimenta\u00e7\u00e3o, a reat\u00e2ncia capacitiva dever\u00e1 ser pequena o suficiente para que o res\u00edduo de sinal alternado possa ser desprezado. Isso implica na utiliza\u00e7\u00e3o de um desacoplamento em que a imped\u00e2ncia do capacitor fique entre 1 e 3% da resist\u00eancia equivalente para corrente cont\u00ednua do circuito alimentado. Nas frequ\u00eancias superiores a 70 MHz, principalmente, a imped\u00e2ncia do capacitor depender\u00e1, tamb\u00e9m, da reat\u00e2ncia indutiva do circuito de desacoplamento, podendo-se, no caso da resson\u00e2ncia em s\u00e9rie, tornar-se nula. Nesse caso, e se a amplitude dos harm\u00f4nicos for apreci\u00e1vel, deve-se conectar em paralelo outro capacitor de menor valor, para que a corrente de harm\u00f4nicos possa alcan\u00e7ar a massa, com um m\u00ednimo de imped\u00e2ncia. O valor do capacitor de desacoplamento n\u00e3o dever\u00e1 exceder os valores indicados no gr\u00e1fico da figura 1, embora o melhor desacoplamento seja obtido com a utiliza\u00e7\u00e3o dos valores m\u00e1ximos indicados. Caso seja necess\u00e1rio, pode-se associar dois ou mais capacitores em paralelo, para obten\u00e7\u00e3o da capacit\u00e2ncia total.<br \/><br \/>Nos amplificadores de pot\u00eancia operando em frequ\u00eancias superiores a 30 MHz, pode-se conectar em cascata duas ou tr\u00eas c\u00e9lulas de desacoplamento, constitu\u00eddas por capacitores e choques de RF, conforme mostrado na figura.<br \/><br \/><img decoding=\"async\" class=\"aligncenter size-full wp-image-2238 lazyload\" data-src=\"http:\/\/eliezerladeira.com.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2020\/12\/fig2.png\" alt=\"\" width=\"400\" height=\"110\" data-srcset=\"https:\/\/eliezerladeira.com.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2020\/12\/fig2.png 400w, https:\/\/eliezerladeira.com.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2020\/12\/fig2-300x83.png 300w\" data-sizes=\"(max-width: 400px) 100vw, 400px\" src=\"data:image\/svg+xml;base64,PHN2ZyB3aWR0aD0iMSIgaGVpZ2h0PSIxIiB4bWxucz0iaHR0cDovL3d3dy53My5vcmcvMjAwMC9zdmciPjwvc3ZnPg==\" style=\"--smush-placeholder-width: 400px; --smush-placeholder-aspect-ratio: 400\/110;\" \/><br \/><br \/>O tipo e a finalidade dos componentes utilizados no circuito da figura 2 s\u00e3o a seguinte:<br \/><br \/>C1 &#8211; Capacitor de passagem de mica blindada. Utilizado para desacoplar os harm\u00f4nicos e a fundamental.<br \/>C2 e C3 &#8211; Capacitor de disco para o desacoplamento da fundamental.<br \/>C4 \u2013 Capacitor de disco de 100nF, para prevenir contra oscila\u00e7\u00f5es de baixa frequ\u00eancia.<br \/>C5 &#8211; Capacitor eletrol\u00edtico de 10\u00b5F, para prevenir contra oscila\u00e7\u00f5es de baixa frequ\u00eancia.<br \/>XRF1 e XRF2 &#8211; Choque de radiofrequ\u00eancia para bloquear o sinal e for\u00e7ar sua passagem pelos capacitores de desacoplamento.<br \/>Os componentes cujos valores n\u00e3o foram dados devem ser determinados em fun\u00e7\u00e3o da frequ\u00eancia, tendo em vista o atendimento dos crit\u00e9rios anteriormente definidos.<\/div>\n<div>\u00a0<\/div>\n<div>\u00a0<\/div>\n<div>\n<h5>A capacidade de isola\u00e7\u00e3o cont\u00ednua no acoplamento e desacoplamento<\/h5>\nOs potenciais cont\u00ednuos existentes nos pontos de acoplamento ou desacoplamento podem ser mantidos inalterados pela utiliza\u00e7\u00e3o de capacitores que possuam uma isola\u00e7\u00e3o adequada entre as placas. Para que o diel\u00e9trico de um capacitor n\u00e3o seja perfurado pela diferen\u00e7a de potencial a que for submetido, \u00e9 essencial que a tens\u00e3o aplicada n\u00e3o ultrapasse o valor m\u00e1ximo absoluto especificado pelo fabricante do componente, sendo conveniente, inclusive, a ado\u00e7\u00e3o de certa margem de seguran\u00e7a (de pelo menos 20%), como prote\u00e7\u00e3o quanto a uma eventual <em>sobretens\u00e3o.<\/em> Assim, um capacitor especificado para 16V de tens\u00e3o m\u00e1xima, n\u00e3o deveria trabalhar sobre uma diferen\u00e7a de potencial superior a 13V, por exemplo.<\/div>\n<div>\u00a0<\/div>\n<div><strong>Fonte: <\/strong><em>Telecomunica\u00e7\u00f5es &#8211; Juarez do Nascimento &#8211; Makron Books<\/em><\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Idealmente, a imped\u00e2ncia do capacitor de acoplamento deve ser nula para a frequ\u00eancia do sinal. Para isso, o capacitor de acoplamento precisa ter o maior valor poss\u00edvel, levando-se em conta as limita\u00e7\u00f5es de espa\u00e7o e custo.<br \/>\nNa pr\u00e1tica, contudo, por causa da indut\u00e2ncia residual dos capacitores, que costuma aumentar com o tamanho do mesmo (e, portanto, com a capacit\u00e2ncia), \u00e9 necess\u00e1rio limitar-se o valor m\u00e1ximo de capacit\u00e2ncia utiliz\u00e1vel em determinada frequ\u00eancia, de forma a n\u00e3o se ultrapassar a frequ\u00eancia de autoresson\u00e2ncia do capacitor.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":2239,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"colormag_page_layout":"default_layout","_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"ngg_post_thumbnail":0,"jetpack_post_was_ever_published":false,"_jetpack_newsletter_access":"","_jetpack_dont_email_post_to_subs":false,"_jetpack_newsletter_tier_id":0,"_jetpack_memberships_contains_paywalled_content":false,"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":"","jetpack_publicize_message":"","jetpack_publicize_feature_enabled":true,"jetpack_social_post_already_shared":true,"jetpack_social_options":{"image_generator_settings":{"template":"highway","default_image_id":0,"font":"","enabled":false},"version":2}},"categories":[662],"tags":[671,669,672,16,664,670],"class_list":["post-2234","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-eletronica","tag-acoplamento","tag-capacitores","tag-desacoplamento","tag-dicas","tag-eletronica","tag-rf"],"aioseo_notices":[],"jetpack_publicize_connections":[],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/eliezerladeira.com.br\/blog\/wp-content\/uploads\/2020\/12\/acoplamento.jpg","jetpack_sharing_enabled":true,"jetpack_likes_enabled":true,"jetpack-related-posts":[{"id":839,"url":"https:\/\/eliezerladeira.com.br\/blog\/venda-usb-que-destroi-qualquer-computador\/","url_meta":{"origin":2234,"position":0},"title":"\u00c0 venda USB que destr\u00f3i qualquer computador","author":"admin","date":"","format":false,"excerpt":"[ratings] Se lembra de um\u00a0prot\u00f3tipo USB que foi projetado por um pesquisador russo, Dark Purple, no ano passado, para destruir eficazmente os componentes sens\u00edveis de um computador quando ligado? 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