¿Qué usos encuentran los ingenieros para los condensadores de 1 pF o de menor valor?
Este es el tipo de valor que se obtiene con dos trozos de cable cercanos entre sí o dos pistas.
El condensador más pequeño que he utilizado recientemente, en un filtro de un receptor de 6 GHz, era de 0,5 pF. También había algunos inductores de 2 nH, y se podría argumentar que se podrían hacer con unos pocos mm de pista. Sin embargo, ambos eran más pequeños que la forma equivalente de implementarlos en cobre.
Quizás más importante que el tamaño, es que eran componentes discretos. Cuando quise cambiar el condensador de 0,4 pF a 0,5 pF, para resintonizar el filtro, no necesité rehacer la placa; sólo cambié la lista de materiales.
Además, ¿el uso de rieles en lugar de un componente fabricado daría lugar a un producto menos consistente? Digamos que, por ejemplo, de un lote a otro, las características reales de la producción de la placa pueden cambiar, o incluso si se decide cambiar de fabricante de placas, me imagino.
@BigHomie A estas frecuencias, no cambias de proveedor de tablas sin volver a girar. Incluso podrías incluir una pista de prueba en el tablero para hacer una prueba previa a la población.
@Neil_UK ¿Podría explicar las razones específicas de diseño por las que necesitaba tales valores de capacitancia, así como lo que hizo necesario su cambio de 0,4pF a 0,5pF? Yo también no estoy seguro de lo que provocaría esos valores tan pequeños, y los valores más pequeños que he utilizado son tapones de 22pF en un cristal de cuarzo, simplemente porque eso es lo que dice la hoja de datos del cristal.
Utilizo un condensador de 0,8 pF en un amplificador de transimpedancia de fotodiodo (TIA) a través de la resistencia de retroalimentación para reducir la ganancia de ruido del op-amp y he utilizado condensadores de prueba selectos de 0,5 pF en adelante para centralizar un VCO basado en colpitts de 400 MHz.
También he utilizado un condensador de 1 pF en un detector de FM en cuadratura para conducir el tanque, de modo que obtengo un Q alto y el desplazamiento de fase necesario de 90 grados.
También los encontrará en RFID circuitos de adaptación de la antena del lector.
En este caso, una buena adaptación de la impedancia entre el transmisor y la antena es esencial para un buen rendimiento, y normalmente se hace el ajuste fino con condensadores.
Un desajuste de 1 pF puede suponer fácilmente una diferencia del 20% en la potencia de salida y, por tanto, en la distancia de lectura.
No se usan condensadores de 1 pF o más pequeños solos. Normalmente se usan en paralelo con un condensador más grande. Así que si tu circuito requiere un condensador de 19 pF en algún lugar, usarás 18 pF y 1 pF en paralelo.
La razón es que es difícil encontrar condensadores con una tolerancia del 1% por debajo de 10 pF. Los valores pequeños vienen con una tolerancia absoluta de - digamos - +/- 0,3 pF.
Se obtiene una mejor precisión global si se utiliza una pieza de precisión de 18 pF en paralelo con un capuchón no tan bueno de 1 pF.
Además de las respuestas de los demás, los condensadores discretos tienden a tener menos pérdidas que una solución integrada. En el caso de un C0G o un dieléctrico de microondas adecuado, el condensador discreto puede tener un orden de magnitud menos de pérdidas que un material de PCB estándar como el FR4. Una menor pérdida significa que los filtros tienen una menor atenuación y un mayor Q, lo que ayuda a bloquear frecuencias no deseadas o a crear PLLs más estables, etc.
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Y ¿preferirías confiar en un condensador para proporcionar ese valor o en las desconocidas propiedades dieléctricas en ese sentido de los materiales de tu placa de circuito impreso, o en la precisión de alguien que suelde a mano dos trozos de cable muy juntos?
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Sí, pero ¿dónde se utilizaría ese valor, en qué rama de la EE?
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Como... ¿alguna? RF (buscar esquemas por ahí). Digital (circuitos de osciladores de cristal). Realmente, sólo parece pequeño.
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Las altas frecuencias (cientos de MHz o más) utilizan con frecuencia tapones de pequeño valor de picofaradios en el filtrado y acondicionamiento de la señal. A veces se construyen con geometría de cobre en la propia placa de circuito impreso en lugar de utilizar condensadores discretos.
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@Wossname: Sin embargo, generalmente en circuitos de microondas de alta demanda/precisión, donde el precio no es un problema y se tiene un control preciso sobre el material de la PCB, el cobre y el grosor del chapado en oro. Pero también allí se mezclan condensadores reales con filtros de elementos distribuidos.
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@PlasmaHH, me parece una respuesta :)
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A veces es conveniente enrollar dos tramos de cable aislado para formar el condensador y cortar trozos del extremo para afinarlo.
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@Chu aka condensador de trucos pero estos no son realmente adecuados para la producción en masa.
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Amortiguadores de alta tensión.
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Los tapones de 10pf han existido durante más de medio siglo, incluso en circuitos de tubos de vacío construidos como "nidos de ratas" alrededor de las tiras de etiquetas de los terminales y las bases de los tubos. No debería sorprender que la miniaturización y la ampliación del rango de frecuencias de cientos de MHz a GHz hayan reducido el rango "útil" de valores de los tapones en un factor de 10 desde entonces.
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