capacitores de acoplo y desacoplo

Republica Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Defensa
Universidad Nacional Experimental de la Fuerza Armada
Maracay – Edo. Aragua





















¿QUE ES?
Los capacitores de desacoplamiento casi siempre en paralelo, sirven para enviar la señal o restos de señal a tierra, cuando se desea que la misma no pase o interfiera con otras etapas.También se utilizan en paralelo para filtrar o eliminar componentes no deseadas de alta frecuencia.
Es sabido que los circuitos digitales requieren capacitores de desacoplo en la fuente de poder. Si se examina la tarjeta madre de un PC, se verá que existen varios capacitores conectados entre fuente y tierra, en paralelo unos con otros. En esta nota se explica porqué se requieren dichoscapacitores, porqué no se pueden sustituir por uno de mayor capacidad y qué criterios deben usarse para colocarlos en un circuito. Como se verá, la ausencia de los capacitores de desacoplo, o la ubicación incorrecta de ellos, puede provocar un funcionamiento errático del circuito.
Las causas del funcionamiento errático son:
1. Los circuitos digitales conmutan en tiempos muy breves, generando una granvelocidad de cambio (di/dt) en la corriente consumida desde la fuente. 
2. Las líneas de conexión de fuente y de tierra contienen inductancias parásitas, en las cuales se pueden generar caídas de tensión significativas como consecuencia de la gran di/dt.
3. La mayoría de los circuitos integrados digitales (registros, contadores, memorias estáticas, microcontroladores) contienen flip-flop, ya que sonlos elementos básicos requeridos para almacenar cada bit de información.
4. Los flip-flop pueden cambiar de estado si el voltaje de polarización fluctúa demasiado. 

Ejemplo práctico.

Supóngase el circuito que se muestra a continuación:

Donde vS es una fuente de voltaje alterno esto es y VCC es una fuente de voltaje directo.
Si el acoplamiento es ideal, significa que el potencial delextremo derecho de R1 es idéntico al potencial en el terminal superior de R2. Cuando esto se cumple, se dice que el capacitor está actuando con un acoplamiento ideal. Para que se cumpla un acoplamiento ideal se requiere que la reactancia del capacitor sea cero. En otras palabras, la capacitancia de C debe ser idealmente infinita para que sin importar la frecuencia este tenga siempre XC = 0(recordar que ).
Otra de las funciones que realiza el capacitor en este circuito es que no permite el paso de la señal de CD entre R1 y R2. Pues cabe recordar que el capacitor tiene como modelo para CD un circuito abierto, mientras que para CA el capacitor presenta una impedancia en función de la frecuencia del voltaje que se le aplica.
La forma general de la impedancia en un circuito RC es un númerocomplejo, donde la parte real es el valor de la resistencia y el valor imaginario es el de la reactancia capacitiva que presenta el capacitor:
(impedancia en un circuito RC)
donde:
es la reactancia capacitiva a una frecuencia f y para una capacitancia C.
La impedancia posee entonces una magnitud y un ángulo:
,
De esta forma, remitiéndonos al circuito, la corriente “i” esta dada por:observamos que “i” tiene la forma
donde:


Para un acoplamiento ideal el capacitor debería comportarse como un corto circuito para frecuencias mayores a una que se establece como referencia , esto es, para lograrlo se requiere que la capacitancia sea infinita, es decir , obteniéndose con este acoplamiento ideal una corriente “i” igual a:

Dado que no es posible obtener esteacoplamiento ideal, se opta por tener algunos acercamientos:

Tipo de Acoplamiento
XC
C
Im
θ
% de error respecto a amplitud
Ideal
0
∞

0º
0 %
A frecuencia de corte
RT


45º
29.3 %
Aproximación al ideal



5.7º
0.5%

En la tabla anterior, RT representa la resistencia total vista por el capacitor en cuestión, esto es la resistencia equivalente de Thévenin vista por las...