Posted on Leave a comment

Coupling กับ Decoupling capacitor คืออะไร?

คำว่า coupling ถ้าแปลกันตรง ๆ ก็คือ “การเชื่อมต่อ” และ decoupling ก็แปลกันง่าย ๆ ว่า “การไม่เชื่อมต่อ” แล้วมันเชื่อมต่อหรือไม่เชื่อมต่ออะไรล่ะ?  ในทาง electronics พูดง่ายๆ ว่า มันเชื่อมต่อ หรือไม่เชื่อมต่อ “สัญญาณทางไฟฟ้า” นั่นเอง แล้วเมื่อพูดถึงสัญญาณทางไฟฟ้า ก็มักจะหมายถึงการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้า หรือบางครั้งก็เรียกว่า ไฟ AC ซึ่งแตกต่างจากแรงดันไฟฟ้าที่ไม่เปลี่ยนแปลง หรือ DC ซึ่งมักจะเป็นไฟเลี้ยงวงจรไฟฟ้า

ดังนั้นเรามาสรุปย่อ ๆ ตรงนี้ก่อนว่า ในวงจร electronics นั้น มักจะมีทั้ง ไฟ DC ซึ่งเอาไว้เลี้ยงวงจรไฟฟ้า และ ไฟ AC ซึ่งมักจะเป็นสัญญาณไฟฟ้า และ coupling capacitor ก็ทำหน้าที่เชื่อมต่อสัญญาณไฟฟ้านั้น ส่วน decoupling capacitor ก็ทำหน้าที่ไม่เชื่อมต่อสัญญาณไฟฟ้านั้น

ทำไมต้องใช้ capacitor ในการ coupling หรือเชื่อมต่อสัญญาณด้วยล่ะ? ทำไมไม่ใช้ทองแดงต่อตรงไปเลย?

ในวงจร electronics นั้น (โดยเฉพาะที่เป็นในส่วนของวงจร analog นั้น) สัญญาณมักจะรวมอยู่กับ ไฟเลี้ยงซึ่งก็ไม่มีปัญหาอะไร แต่พอเราจะส่งสัญญาณจากจุดหนึ่งไปอีกจุดหนึ่งในวงจร หรือจากวงจรหนึ่งไปอีกวงจรหนึ่ง บางครั้งเราต้องการแค่เฉพาะตัวสัญญาณ ไม่ต้องการไฟเลี้ยง (อาจเป็นเพราะทั้งสองส่วนของวงจร หรือสองวงจรนั้น มีไฟเลี้ยงไม่เท่ากัน) เราจึงต้องอาศัยสมบัติของตัว capacitor ที่ยอมให้ไฟ AC ไหลผ่านมาช่วยเชื่อมต่อสัญญาณ และกันไม่ให้ DC ผ่านไปได้ เราจึงเรียก capacitor ที่ทำหน้าที่เชื่อมต่อสัญญาณนี้ว่า coupling capacitor นั่นเอง

ถ้าสัญญาณคือสิ่งที่เราต้องการ แล้วทำไมต้องมี decoupling capacitor ด้วยล่ะ?

ในวงจรหนึ่ง ๆ นอกจากไฟ AC ที่เป็นสัญญาณที่เราต้องการแล้ว ยังมักมีไฟ AC ที่เป็นสัญญาณที่เราไม่ต้องการด้วย เราเรียกสัญญาณ หรือไฟ AC ที่เราไม่ต้องการนี้ว่า noise (หรือ spike หรือ ripple หรืออื่น ๆ แล้วแต่รูปแบบการปรากฎตัวของมัน สรุปว่ามันคือสัญญาณที่เราไม่ต้องการ) โดยที่ noise นี้ มักจะเป็นสัญญาณที่มีความถี่สูงกว่าสัญญาณที่เราต้องการ แน่นอนว่าเราไม่อยากส่งต่อ noise ไปยังส่วนอื่นของวงจร หรือไม่อยากส่งต่อไปวงจรอื่น เราต้องเอา capacitor มาต่อระหว่างสายส่งสัญญาณกับ ground เพื่อให้ noise ลง ground ไป ไม่ให้เชื่อมต่อไปยังส่วนอื่น และ capacitor ที่ทำหน้าที่นี้ ก็เรียกว่า decoupling capacitor นั้นเอง หรือ capacitor ที่ทำหน้าที่ไม่เชื่อมต่อสัญญาณที่ไม่ต้องการ นั่นเอง

สรุปว่า ไม่ว่าจะเป็น coupling capacitor หรือ decoupling capacitor ก็คือ capacitor (ตัวเก็บประจุ) เหมือนกันนี่แหละ แต่ทำหน้าที่ต่างกัน โดยที่ coupling capacitor ทำหน้าที่เชื่อมต่อสัญญาณที่ต้องการ ส่วน decoupling capacitor ทำหน้าที่ไม่เชื่อมต่อสัญญาณที่ไม่ต้องการ บางครั้งเรียก decoupling capacitor นี้ว่า bypassing capacitor เพราะมัน bypass สัญญาณที่ไม่ต้องการไปทางอื่น เช่น ลง ground แต่สำหรับบางคน หรือบางบริบทก็อาจบอกว่ามันไม่เหมือนกันซะทีเดียวนะครับ