Acoplamiento capacitivo

El acoplamiento capacitivo es la transferencia de energía dentro de una red eléctrica o entre redes distantes mediante el desplazamiento de corriente entre los nodos del circuito(s), inducida por el campo eléctrico. Este acoplamiento puede tener un efecto intencional o accidental.

El acoplamiento capativo de las líneas de potencia de alta tensión puede encender una lámpara continuamente a baja intensidad.

En su implementación más simple, el acoplamiento capacitivo se logra colocando un capacitor entre dos nodos. Cuando se lleva a cabo el análisis de muchos puntos en un circuito, la capacitancia en cada punto y entre puntos se puede describir en forma de matriz.

Uso en circuitos analógicos

Condenadores de película de poliéster, comúnmente utilizados para acoplamiento entre dos circuitos.

En los circuitos analógicos, se utiliza un condensador de acoplamiento para conectar dos circuitos de modo que solo la señal de CA del primer circuito pueda pasar al siguiente mientras la CC está bloqueada. Esta técnica ayuda a aislar los ajustes de polarización de CC de los dos circuitos acoplados. El acoplamiento capacitivo también se conoce como acoplamiento de CA y el condensador utilizado para este propósito también se conoce como condensador de bloqueo de CC.

La capacidad de un capacitor 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 al evitar que una entrada de 0 voltios pase a un transistor con polarización de resistencia adicional; creando una amplificación continua.

El acoplamiento capacitivo reduce 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 de 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 capacitores de acoplamiento también pueden introducir distorsión no lineal a bajas frecuencias. Esto no es un problema a altas frecuencias porque el voltaje a través del capacitor se mantiene muy cerca de cero. Sin embargo, si una señal que pasa a través de la capacitancia de acoplamiento tiene una frecuencia que es baja en relación con la frecuencia de corte RC, se pueden desarrollar voltajes a través del capacitor, lo que para algunos tipos de capacitores da como resultado cambios en la capacitancia, lo que provoca distorsión. Esto se evita eligiendo tipos de capacitores que tengan un coeficiente de voltaje bajo y usando valores grandes que colocan la frecuencia de corte mucho más baja que las frecuencias de la señal.

Uso en circuitos digitales

El acoplamiento de CA también se usa ampliamente en circuitos digitales para transmitir señales digitales con un componente de CC cero, conocidas como señales balanceadas de CC. Las formas de onda balanceadas de CC son útiles en los sistemas de comunicaciones, ya que se pueden usar sobre conexiones eléctricas acopladas a CA para evitar problemas de desequilibrio de voltaje y acumulación de carga entre los sistemas o componentes conectados.

Por esta razón, la mayoría de los códigos de línea modernos están diseñados para producir formas de onda balanceadas de CC. Las clases más comunes de códigos de línea con CC balanceada son los códigos de peso constante y los códigos de disparidad pareada.

Bucle de trucos

Un lazo gimmick es un tipo simple de acoplador capacitivo: dos hebras de alambre estrechamente separadas. Proporciona acoplamiento capacitivo de unos pocos picofaradios entre dos nodos. Por lo general, los cables están trenzados juntos.

Acoplamiento capacitivo parásito

A menudo, el acoplamiento capacitivo no es intencionado, como la capacitancia entre dos cables o trazas de PCB que están una al lado de la otra. Una señal puede acoplarse capacitivamente con otra y causar lo que parece ser ruido. Para reducir el acoplamiento, los cables o las pistas a menudo se separan tanto como sea posible, o las líneas de tierra o los planos de tierra se colocan entre señales que pueden afectarse entre sí, de modo que las líneas se acoplen capacitivamente a tierra en lugar de entre sí. Los prototipos de alta frecuencia (décimas de MHz) o circuitos analógicos 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.