קבל העקיפה הוא אותו קבל קטן שנוהגים לחבר בין קווי המתח (Vcc) וההארקה על כל רכיב משולב במעגל האלקטרוני, בדרך כלל קרוב להדקים אלה ברכיב, ערכו יכול להיות בין 0.1 mF לבין 0.01 mF.
אנסה להסביר את תפקידו, את שיקולי קביעת גדלו וסוגו, לא אנסה לתכנן אותו מפני שזה כמעט בלתי אפשרי.
מה תפקידו?
לכאורה הוא מיותר מפני שמבחינה חשמלית הוא יושב במקביל לקבלי הסינון האלקטרוליטיים הגדולים שביציאת ספק הכח, ואם אתה מחבר 0.01mF במקביל ל400 mF- או יותר, מה הועלת?
הבעיה שהוא פותר, אם כן אינה פשוטה ואינה בולטת לעין. כל זמן שאנחנו מדברים על תדר הרשת או על תדר כפול ממנו (ביישור דו-דרכי) אין שום תועלת בקבל הקטן הזה.
הבעיה מתעוררת כשמופיעים במעגל תדרים גבוהים, שאז זה כבר אופרה אחרת.
במעגלים ספרתיים יש תופעות של מיתוג חלקי מעגל במהירויות גבוהות. בכל מקום במעגל שמופיע גל ריבועי, עם מהירות עליה (או ירידה) של 0.1 nSec, למשל, נגלה באותה נקודה הרמוניות עד לתדר של כ (!) 500 MHz -, שלא לדבר על מיקרו-מעבדים מודרניים שפועלים היום בתדרי שעון של מעל 1000 MHz .
אם המעגלים בתוך הרכיב מתמתגים במהירות, המקום הצפוי ביותר לראות את התדרים האלה יהיה על קווי המתח וההארקה משום ששם צריכת הזרם של הרכיב משתנה במהירות.
עכשיו זה כבר סיפור חדש. אם יש מיתוגים במהירויות כאלה, כל חלקי המעגל מתחילים להתנהג אחרת. דוגמאות:
קבל הסינון האלקטרוליטי הגדול: הוא בנוי בדרך כלל ממשטח מתכת דק מלופף סביב חומר בידוד כלשהו, יכול להיות נייר או נייר טבול בנוזל אלקטרוליטי. לליפופים האלה יש השראות לא קטנה והעכבה שלהם בתדרים כאלה יכולה להיות די גדולה. אז במקום שהקבל יהיה קצר לאות חילופין הוא פתאום עכבת.
מוליכי המעגל המודפס. כאן יש שתי תופעות: למוליכים עצמם יש השראות ובין המוליכים יש קיבול שיכול לגרום, בתדר גבוה, לזליגת אות מקו לקו, תופעה הנקראת "ערב דיבור" (Crosstalk), שלא ארחיב עליה את הדיבור כאן.
אני רוצה רק להזכיר שתי תופעות נפוצות במעגלינו:
האחת - במעגלים מודפסים מודרניים יש נטיה להרבות בחיבורי מוליכי המעגל בשכבות, לפעמים שתים ולפעמים 8-10. שכבות מוליכות כאלה כשביניהן חומר דיאלקטרי (הלוח) - אינן אלא קבלים, וקיבולים אלה יחד עם השראות המוליכים יוצרים מעגלי תהודה שיכולים להתנדנד בכל מיני תדרים שלא ניתנים לחישוב מדויק מראש.
השניה - אם אתם בונים מעגל בשיטת Wire Wrap, שוב יש קיבול גדול בין המוליכים, במיוחד אם אתם מנסים לייצר מעגל "מסודר ויפה", כלומר להעביר את המוליכים מנקודה לנקודה בקבוצות ישרות ואפילו קשורות, "שיהיה סדר במעגל". עדיף, מבחינת הקיבול בן המוליכים לבנות כשכל חוט מחווט בדרך הקצרה ביותר אל היעד וללא סדר כלל. זה אולי לא יפה אבל זה מקטין מאד את הקיבולים במעגל.
המגוחך ביותר זה מה שקורה לקבלים הקטנים שאנחנו מחברים בכדי לפתור את הבעיה: אלה הרי נמצאים במקביל זה לזה, וגם להם יש השראות של מוליכי הקבל והתנגדות אוהמית של החיבורים, ההלחמות והמוליכים. ראו מה יוצא מזה:
המעגל שווה הערך של שני קבלים במקביל
זה מזכיר לכם משהו? הרי באיזשהו תדר זה יכנס לתנודות ויגרום להגברתו של אות החילופין באותו תדר. ומי לידינו יתקע שאין תדר כזה בין אוסף ההרמוניות שקיים על קו המתח של מיקרו-מעבד, שמאות מעגלים בו נסגרים ונפתחים כל הזמן בתדר שעון של מאות מגה-הרץ?
התבוננו בבקשה העקומה הבאה:
אופיין העכבה בתלות בתדר של שני קבלים במקביל
שתי נקודות האפס בעכבת הקבלים הן תדירויות התהודה הטורית של שני הענפים. השיא שרואים בתדר קצת יותר גבוה מ1MHz- הוא תדר התהודה המקבילי של שני הקבלים יחד.
ה"מעגלים" האלו מושפעים ממכל מיני דברים שקשה לצפות אותם: התנגדות והשראות המוליכים במעגל המודפס, התנגדות והשראות המוליכים של הקבלים עצמם ועוד.
מאד מומלץ, למשל, להלחים קבלים קצרים מאד וקרוב מאד אל הדקי המתח וההארקה של הרכיב המשולב שעליו רוצים להגן מפני תנודות. הערה זו חשובה במיוחד לבונים בשיטת הWireWrap-, קרבו את קבלי הסינון אל הרכיבים שלהם, אל תיתנו לקבל לשבת רחוק מהרכיב שלו ואל תחברו אותו עם חוטי חיבור ארוכים.
שיקול נוסף אפשרי: זכרו שיש בשוק בסיסי רכיבים בשיטה זו שנמכרים עם קבלי עקיפה בנויים מראש לתוך הבסיס, וזה יתרון גדול מבחינת אורך המוליכים, ושיש אפשרות גם להלחים את קבלי העקיפה קרוב, על הדקי הבסיס עצמם ולא להוליך את המוליכים שלהם מרחק גדול על הלוח.
|