¿Por qué existen condensadores de 1 pF?

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¿Qué tipo de usos encuentran los ingenieros para condensadores de 1 pF o de menor valor?

Este es el tipo de valor que se obtiene con dos trozos de cable cerca uno del otro o dos pistas.

capacitor

— Dirk Bruere
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¿Y preferiría confiar en un condensador para proporcionar ese valor o en las propiedades dieléctricas desconocidas a ese respecto de sus materiales de PCB, o la precisión de que alguien suelde dos pedazos de cable a mano?

— PlasmaHH

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¿Como cualquiera? RF (busque esquemas alrededor). Digital (circuitos de osciladores de cristal). Realmente, se ve pequeño.

— Eugene Sh.

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La alta frecuencia (cientos de MHz o superior) con frecuencia usa pequeños límites de valor de picofaradios en el filtrado y acondicionamiento de señales. A veces se construyen con geometría de cobre en la PCB en lugar de usar condensadores discretos.

— Wossname

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@Wossname: Sin embargo, generalmente en circuitos de microondas de alta exigencia / precisión, donde el precio no es un problema y usted tiene un control preciso sobre el material de la PCB, el cobre y el espesor del chapado en oro. Pero también allí se mezclan condensadores reales con filtros de elementos distribuidos.

— PlasmaHH

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@PlasmaHH, suena como una respuesta para mí :)

— Wossname

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El condensador más pequeño que he usado recientemente, en un filtro en un receptor de 6 GHz, era 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 quería cambiar el condensador de 0.4 pF a 0.5 pF, para volver a ajustar el filtro, no necesitaba cambiar la placa; Acabo de cambiar la lista de materiales.

— Neil_UK
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Además, ¿el uso de track en lugar de un componente fabricado daría como resultado un producto menos consistente? Digamos, por ejemplo, de un lote a otro, que las características reales de la producción de tableros pueden cambiar, o incluso si decides cambiar de fabricante de tableros, imagino.

— MDMoore313

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@BigHomie A estas frecuencias, no se cambia el proveedor de la placa sin un nuevo giro. Incluso puede incluir una pista de prueba en el panel para la prueba previa a la población.

— Sean Houlihane

@Neil_UK ¿Podría dar más detalles sobre las razones de diseño específicas para las que necesitaba dichos valores de capacitancia, así como sobre lo que requirió su cambio de 0.4pF a 0.5pF? Tampoco estoy seguro de qué provocaría valores tan pequeños, y los valores más pequeños que he usado son tapas de 22pF en un cristal de cuarzo, simplemente porque eso es lo que dice usar la hoja de datos del cristal.

— Ehryk

¿Probablemente un filtro de paso bajo para satisfacer el teorema de Shannon para el ADC?

— Michael

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No veo que nadie haya señalado explícitamente que SIEMPRE está utilizando la PCB (y el resto del entorno) como un condensador; no es "esto o aquello", es "esto o (esto y aquello)". Puede especificar un límite de 0.5pF, pero el circuito verá> 0.5pF debido a todos los parásitos, razón por la cual @SeanHoulihane señala que los proveedores de cambio de tablero pueden requerir un giro de tablero. Sin embargo, no siempre, es posible que pueda hacer cambios en el valor del componente (por @Neil_UK) o simplemente tener suerte.

— Fred Hamilton

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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 amplificador operacional y he utilizado seleccionar condensadores de prueba de 0.5 pF hacia arriba para centralizar un VCO basado en colpitts de 400 MHz.

También utilicé un condensador de 1 pF en un detector de FM en cuadratura para conducir el tanque para obtener un Q alto y el cambio de fase necesario de 90 grados.

— Andy alias
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También los encontrarás en RFID circuitos de adaptación de antenas de lector .

Aquí, una buena coincidencia de impedancia entre el transmisor y la antena es esencial para un buen rendimiento, y generalmente hará un ajuste fino con condensadores.

Una falta de coincidencia de 1 pF puede generar fácilmente una potencia de salida del 20% y, por lo tanto, una diferencia de distancia de lectura.

No utiliza solo condensadores de 1 pF o más pequeños. Por lo general, se usan en paralelo con un condensador más grande. Entonces, si su circuito requiere un condensador de 19 pF en algún lugar, usará 18 pF y 1 pF en paralelo.

¿Por qué no usar 10 pF y 9.1 pF en paralelo? Puede preguntar: La razón es que es difícil encontrar condensadores de tolerancia de 1% por debajo de 10 pF. Los valores pequeños vienen con una tolerancia absoluta de, digamos, +/- 0.3 pF.

Obtendrá una mejor precisión general si utiliza una pieza de precisión de 18 pF en paralelo con una tapa de 1 pF no tan buena.

— Nils
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A veces uso pequeñas mayúsculas para ayudar a igualar la capacitancia en los filtros. Algo así como un filtro de variable de estado en el rango de 100 kHz (no suele ser 1 pF, pero 2.2 o 3.3 no es raro).

— George Herold
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Además de las respuestas de todos los demás, los condensadores discretos tienden a tener menos pérdidas que los de una solución integrada. En el caso de un C0G o un dieléctrico de microondas adecuado, el condensador discreto puede ser un orden de magnitud menos con pérdidas que un material de PCB estándar como el FR4. Menos pérdida significa que sus filtros tienen una atenuación más baja y una Q más alta, lo que ayuda a bloquear las frecuencias no deseadas o hacer PLL más estables, etc.

— Sam
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