Acoplamiento capacitivo

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El acoplamiento capacitivo es la transferencia de energía dentro de una red eléctrica o entre redes distantes mediante una corriente de desplazamiento entre los nodos del circuito , inducida por el campo eléctrico. Este acoplamiento puede tener un efecto intencional o accidental.

En su implementación más simple, el acoplamiento capacitivo se logra colocando un capacitor entre dos nodos. ^[1] Cuando se realiza el análisis de muchos puntos en un circuito, la capacitancia en cada punto y entre puntos se puede describir en forma de matriz .

En los circuitos analógicos , se utiliza un condensador de acoplamiento para conectar dos circuitos de modo que solo la señal de CA del primer circuito pueda pasar al siguiente mientras que la de CC se bloquea. Esta técnica ayuda a aislar los ajustes de polarización de CC de los dos circuitos acoplados. El acoplamiento capacitivo también se conoce como acoplamiento de CA y el condensador utilizado para este fin también se conoce como condensador de bloqueo de CC .

La capacidad de un condensador de acoplamiento para evitar que una carga de CC interfiera con una fuente de CA es particularmente útil en circuitos amplificadores de clase A al evitar que una entrada de 0 voltios pase a un transistor con polarización de resistencia adicional; creando una amplificación continua.

El acoplamiento capacitivo disminuye la ganancia de baja frecuencia de un sistema que contiene unidades acopladas capacitivamente. Cada condensador de acoplamiento junto con la impedancia eléctrica de entrada de la siguiente etapa forma un filtro de paso alto y la secuencia de filtros da como resultado un filtro acumulativo con una frecuencia de corte que puede ser más alta que la de cada filtro individual.

Los condensadores de acoplamiento también pueden introducir distorsión no lineal a bajas frecuencias. Esto no es un problema a altas frecuencias porque el voltaje a través del condensador se mantiene muy cerca de cero. Sin embargo, si una señal que pasa a través de la capacitancia de acoplamiento tiene una frecuencia que es baja en relación con la frecuencia de corte RC , pueden desarrollarse voltajes a través del condensador, lo que para algunos tipos de condensadores da como resultado cambios de capacitancia, lo que lleva a distorsión. Esto se evita eligiendo tipos de condensadores que tengan un coeficiente de voltaje bajo y utilizando valores grandes que coloquen la frecuencia de corte mucho más baja que las frecuencias de la señal. ^{[2] [3]}

El acoplamiento de CA también se utiliza ampliamente en circuitos digitales para transmitir señales digitales con un componente de CC cero , conocidas como señales balanceadas de CC . Las formas de onda balanceadas de CC son útiles en los sistemas de comunicaciones, ya que se pueden utilizar sobre conexiones eléctricas acopladas de CA para evitar problemas de desequilibrio de voltaje y acumulación de carga entre sistemas o componentes conectados.

Por este motivo, la mayoría de los códigos de línea modernos están diseñados para producir formas de onda balanceadas en CC. Las clases más comunes de códigos de línea balanceados en CC son los códigos de peso constante y los códigos de disparidad pareada .

Un bucle de truco es un tipo simple de acoplador capacitivo: dos hilos de cable muy próximos entre sí. Proporciona un acoplamiento capacitivo de unos pocos picofaradios entre dos nodos. Normalmente, los cables están trenzados entre sí. ^{[4] [5]}

El acoplamiento capacitivo es a menudo involuntario, como la capacitancia entre dos cables o pistas de PCB que están uno al lado del otro. Una señal puede acoplarse capacitivamente con otra y causar lo que parece ser ruido . Para reducir el acoplamiento, los cables o las pistas a menudo se separan tanto como sea posible, o se colocan líneas de tierra o planos de tierra entre las señales que podrían afectarse entre sí, de modo que las líneas se acoplen capacitivamente a tierra en lugar de entre sí. Los prototipos de circuitos analógicos de alta frecuencia (decenas de megahercios) o alta ganancia , a menudo utilizan circuitos que se construyen sobre un plano de tierra para controlar el acoplamiento no deseado. Si la salida de un amplificador de alta ganancia se acopla capacitivamente a su entrada, puede convertirse en un oscilador electrónico .

• Acoplamiento (electrónica)
• Bloque de CC
• Desacoplamiento (electrónica)
  • Condensador de desacoplamiento
• Acoplamiento directo
• Capacitancia diferencial
• Acoplamiento RC
• Diafonía

•  Este artículo incorpora material de dominio público de la Norma Federal 1037C. Administración de Servicios Generales . Archivado desde el original el 22 de enero de 2022. (en apoyo de MIL-STD-188 ).

• Howard Johnson : Cuándo utilizar el acoplamiento de CA, valor del condensador de bloqueo de CC
• Texas Instruments : Acoplamiento de CA entre LVPECL diferencial, LVDS, HSTL y CML (PDF)