Acoplamiento capacitivo

El acoplamiento capacitivo es la transferencia de energía dentro de una red eléctrica o entre redes distantes mediante la 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 condensador entre dos nodos. ^{[ 1 ]} Cuando se realiza un análisis de muchos puntos en un circuito, la capacitancia en cada punto y entre puntos se puede describir en forma matricial .

En los circuitos analógicos , se utiliza un condensador de acoplamiento para conectar dos circuitos de manera que solo la señal de CA del primer circuito pueda pasar al segundo, mientras que la señal de CC queda bloqueada. Esta técnica ayuda a aislar la 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 se denomina 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 los circuitos amplificadores de Clase A, ya que evita 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 paso alto , y la secuencia de filtros da como resultado un filtro acumulativo con una frecuencia de corte que puede ser superior a la de cada filtro individual.

Los condensadores de acoplamiento también pueden introducir distorsión no lineal a bajas frecuencias. Esto no representa un problema a altas frecuencias, ya que la tensión en el condensador se mantiene muy cercana a cero. Sin embargo, si una señal que pasa a través de la capacitancia de acoplamiento tiene una frecuencia baja en relación con la frecuencia de corte RC , pueden generarse tensiones en el condensador, lo que, para algunos tipos de condensadores, produce cambios en la capacitancia y, por consiguiente, distorsión. Esto se evita eligiendo condensadores con un coeficiente de tensión bajo y utilizando valores elevados que sitúen la frecuencia de corte muy por debajo de 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 nulo , conocidas como señales con balance de CC . Las formas de onda con balance de CC son útiles en sistemas de comunicaciones, ya que pueden utilizarse sobre conexiones eléctricas acopladas en 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 con balance de CC. Las clases más comunes de códigos de línea con balance de CC son los códigos de peso constante y los códigos de disparidad emparejada .

Un bucle de acoplamiento es un tipo simple de acoplador capacitivo: dos hilos de alambre muy juntos. Proporciona un acoplamiento capacitivo de unos pocos picofaradios entre dos nodos. Generalmente, los alambres están trenzados. ^{[ 4 ] [ 5 ]}

El acoplamiento capacitivo suele ser involuntario, como la capacitancia entre dos cables o pistas de PCB adyacentes. Una señal puede acoplarse capacitivamente con otra y causar lo que parece ser ruido . Para reducir el acoplamiento, los cables o pistas suelen separarse lo máximo posible, o se colocan líneas 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 de alta ganancia suelen utilizar circuitos construidos 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 del original el 22 de enero de 2022. (en apoyo de la norma MIL-STD-188 ).

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