La respuesta corta:
Un condensador solo es bueno para suministrar energía cuando el consumo de energía de la MCU cambia rápidamente. El filtro RC se usa para bloquear señales de alta frecuencia no deseadas.
La muuucha respuesta:
Los dos circuitos diferentes se utilizan para diferentes propósitos. Como ha dicho, el voltaje a través de un condensador no puede cambiar instantáneamente.
Estoy seguro de que lo sabes
- Una MCU requiere un voltaje mínimo para funcionar
- Una MCU requiere una cantidad variable de energía durante la operación
Como la potencia es igual a la tensión * corriente (P = VI) y la tensión debe ser constante, cualquier cambio en la potencia se manifiesta como un cambio en la corriente.
Para un diseño hipotético con un regulador de voltaje y una MCU:
simular este circuito : esquema creado con CircuitLab
Digamos que eliminamos C2:
simular este circuito
(Perdón por los diversos esquemas, no he configurado una cuenta para ese sitio esquemático y necesito seguir redibujándolo)
Si el regulador de voltaje que suministra la energía a la MCU fuera perfecto y no hubiera inductancia parasitaria o resistencia de traza, la MCU consumiría una cantidad variable de corriente y el regulador no bajaría ni aumentaría su voltaje. Desafortunadamente en el mundo real, una placa de circuito se parece más a esto:
simular este circuito
(Nota rápida: en este contexto, un inductor puede pensarse en una resistencia a alta frecuencia)
Debido a la inductancia parasitaria de la placa, la resistencia de rastreo y el hecho de que los reguladores no pueden responder a los cambios de consumo de corriente instantáneamente, el voltaje caerá y aumentará a medida que la MCU extraiga más o menos corriente respectivamente.
Como referencia aquí hay un gráfico de una hoja de datos LM7805
ST 7805
Esto muestra el tiempo de respuesta finito del voltaje de salida regulado LM7805 (el triángulo se hunde y sube en la línea inferior) a medida que la carga aumenta y disminuye. Si el regulador fuera perfecto, entonces la 'Desviación de Voltaje' no subiría o bajaría cuando haya un aumento o disminución relativamente rápido en la corriente.
Entiendo que los inductores pueden ser un poco confusos al principio, por lo que, por simplicidad, puede reemplazar el inductor en el esquema anterior con una resistencia y agregar las dos resistencias juntas y tiene una resistencia entre su regulador y MCU. Esto es malo porque V = IR y cuanto más corriente consuma la MCU, más se verá una caída de voltaje a través de la resistencia. (Explicaré más sobre lo que hacen estas resistencias a continuación cuando hable sobre los filtros RC.
De vuelta al diseño original. El condensador de derivación se coloca lo más cerca posible de la MCU para que todas las inductancias y resistencias encontradas en una placa de circuito y el hecho de que un regulador no pueda responder instantáneamente no afecte el nivel de voltaje en la MCU.
Para su segundo circuito (RC)
simular este circuito
La razón por la que no se debe agregar una resistencia para evitar una MCU es porque el voltaje a través de una resistencia es relativo a la corriente que se atraviesa. Esto es importante porque si una MCU funciona a 5 V y consume 10 mA en reposo (funciona sin hacer nada), entonces hay una caída de voltaje a través de esa resistencia de:
R * 10mA = Vdrop
Entonces, si tuviera una resistencia de 50 ohmios, caería .5V, esto podría restablecer su MCU.
Un filtro de paso bajo como el filtro RC que dibujó allí no es bueno para suministrar energía, pero es útil para filtrar componentes de alta frecuencia de una señal.
Esto es ideal para señales que se leen con un ADC porque un ADC solo puede muestrear a una velocidad específica, por lo que si una señal está cambiando a una velocidad mayor que las señales de alta frecuencia (realmente la mitad de la velocidad debido al teorema de Nyquist ) aparecerá como ruido aleatorio, por lo que es bueno eliminarlo con un filtro RC.
Como ejemplo, digamos que tiene un ADC que muestrea a una velocidad de 10Khz
y desea leer un sensor analógico que solo cambia a una velocidad de 1KHz, entonces puede configurar su filtro RC para filtrar señales mayores a 5Khz (probablemente no quiera comenzar a filtrar a 1Khz porque un filtro RC tiene un pequeño cantidad de atenuación por debajo de la frecuencia a la que está diseñada para filtrar.
Entonces, para diseñar un filtro RC para lograr esto, puede usar una resistencia de:
330 ohmios y una capacitancia de .1uF
Aquí hay una gran calculadora si necesita resolver esto para cualquier otra frecuencia:
Impresionante calculadora RC
Espero haber seguido el tema lo suficiente como para responder a su pregunta.