Was bedeutet im Bereich der Elektrizität das Wort "bypass"?
Grundbegriff
In der Elektrizität bezieht sich "Bypass" auf die Bereitstellung eines alternativen Pfades für den elektrischen Strom, um ein bestimmtes Element, eine Schaltung oder einen Teil eines Geräts zu umgehen. Dieser alternative Pfad ist in der Regel parallel zum Hauptpfad angeschlossen. Wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind (wie ein Signal einer bestimmten Frequenz oder ein Strom, der eine bestimmte Amplitude überschreitet), wird der Strom bevorzugt oder teilweise durch den Bypass geleitet.
Anwendungsszenarien
Prinzip: In elektronischen Schaltungen wird oft ein Kondensator als Bypass-Kondensator parallel zu einem Element angeschlossen. Zum Beispiel wird in einer Verstärkerschaltung ein Kondensator parallel zum Emitterwiderstand eines Transistors angeschlossen. Für ein Wechselstromsignal beträgt der kapazitive Widerstand Xc=1/(2Πfc) (wobei f die Frequenz des Wechselstromsignals und C die Kapazität ist). Bei ausreichend hoher Frequenz ist der kapazitive Widerstand sehr klein, und das Wechselstromsignal bildet einen Bypass durch diesen Kondensator und umgeht den Emitterwiderstand. Der Vorteil liegt darin, dass es den Gleichstrom-Betriebspunkt des Verstärkers stabilisiert und gleichzeitig ermöglicht, dass das Wechselstromsignal effektiver verstärkt wird.
Kondensator-Bypass
Prinzip: In elektronischen Schaltungen wird oft ein Kondensator als Bypass-Kondensator parallel zu einem Element angeschlossen. Zum Beispiel wird in einer Verstärkerschaltung ein Kondensator parallel zum Emitterwiderstand eines Transistors angeschlossen. Für ein Wechselstromsignal beträgt der kapazitive Widerstand Xc=1/(2Πfc) (wobei f die Frequenz des Wechselstromsignals und C die Kapazität ist). Bei ausreichend hoher Frequenz ist der kapazitive Widerstand sehr klein, und das Wechselstromsignal bildet einen Bypass durch diesen Kondensator und umgeht den Emitterwiderstand. Der Vorteil liegt darin, dass es den Gleichstrom-Betriebspunkt des Verstärkers stabilisiert und gleichzeitig ermöglicht, dass das Wechselstromsignal effektiver verstärkt wird.
Wirkung: Durch den Kondensator-Bypass kann der Verlust von Wechselstromsignalen auf Widerständen reduziert und die Wechselstromverstärkung der Schaltung erhöht werden. Darüber hinaus spielen Bypass-Kondensatoren auch in Spannungsversorgungsfilter-Schaltungen eine wichtige Rolle. Das Anschluss eines Kondensators mit großer Kapazität parallel am Ausgang der Spannungsversorgung bietet einen Bypass für Hochfrequenz-Rauschsignale, wodurch die Gleichspannungsausgabe der Spannungsversorgung glatter wird und Störungen durch Hochfrequenzrauschen in nachfolgenden Schaltungen vermieden werden.
Bypass-Diode
Prinzip: Bypass-Dioden werden in einigen Schaltungen verwendet. Zum Beispiel wird eine Diode parallel zur Spule eines Relais angeschlossen. Wenn die Relaisspule entmagnetisiert wird, erzeugt die Spule eine Rückwärts-Elektromotorkraft. Diese Rückwärts-Elektromotorkraft könnte andere Elemente, die an die Relaisspule angeschlossen sind, beschädigen. Die Bypass-Diode bietet einen Entlade-Pfad für diese Rückwärts-Elektromotorkraft, und der Strom bildet einen Bypass durch die Diode, um den Einfluss der Rückwärts-Elektromotorkraft auf andere Elemente zu vermeiden.
Wirkung: Andere Elemente in der Schaltung vor Beschädigung durch die Rückwärts-Elektromotorkraft, die von induktiven Elementen (wie Relaisspulen, Transformatorwindungen usw.) bei plötzlichen Stromänderungen erzeugt wird, schützen. In manchen Schaltungen, die induktive Lasten schnell abschalten müssen, sind Bypass-Dioden ein einfaches und effektives Schutzmaß.
Bypass-Schalter oder Jumper
Prinzip: In komplexen Schaltungsprüf- oder -debugging-Prozessen werden Bypass-Schalter oder Jumper eingerichtet. Zum Beispiel auf einer Leiterplatte, die mehrere Funktionsmodule enthält, können zur Prüfung der Leistung eines bestimmten Moduls andere Module durch einen Bypass-Schalter kurzgeschlossen werden (ein Bypass bilden), sodass das Prüfsignal direkt auf das Zielmodul wirken und Störungen durch andere Module vermieden werden können.
Wirkung: Vereinfachen die Schaltungsdebugging und Fehlerdiagnose. Beim Reparieren von elektronischer Ausrüstung können durch die Verwendung von Bypass-Schaltern oder Jumpern fehlerhafte Module schnell lokalisiert werden, um festzustellen, ob es sich um ein Problem mit einem bestimmten Modul selbst handelt oder um ein Problem mit der Verbindung oder dem Zusammenwirken zwischen Modulen.
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