J’ai découvert les condensateurs de découplage lors de mon tout premier projet concret basé sur un microcontrôleur. Le projet était un chargeur de batterie LiPo, avec un pack de batterie à 3 cellules. La plus grande partie du projet se focalisait sur la conception du firmware; avec juste quelques relais pour commuter les cellules, un afficheur LCD et des boutons (bien sûr il y avait aussi des grosses résistances bobinées afin de décharger les cellules si nécessaire).

J’ai conçu et simulé la totalité du projet avec Proteus, en déboguant et retouchant le firmware jusqu’à ce qu’il soit ‘parfait’.

Ensuite je suis passé à la réalisation du projet physique, ce qui fut fait avec une plaque à trous (stripboard). Ensuite, je suis arrivé à l’étape de mettre sous tension mon circuit pour vérifier que j’avais correctement répliqué le schéma sur la plaquette à trous, tout en espérant qu’aucune fumée ne s’échappe d’un des composants ; je fus soulagé de constater que l’afficheur s’alluma et que le texte précédemment codé apparut. Cependant, étonnamment, tout ne se passait pas bien; le firmware avait un comportement erratique et redémarrait de manière aléatoire.

Conceptuellement (et plus spécifiquement au niveau du schéma), une alimentation fournit une tension stable à tous les éléments auxquels elle est reliée ! Dans le monde réel cependant, les choses sont un peu plus compliquées. Toutes les pistes du PCB (ou les fils dans le cas de mon montage) ont une inductance et une résistance, et les alimentations (comme pour le composant régulateur 7805 que j’utilisais) ne répondent pas instantanément aux changements demandés. Il existe également des effets CEM (interférences électromagnétiques) à considérer.

Les circuits intégrés, tel un microcontrôleur, nécessitent une tension stable sur les liens d’alimentation – si des chutes de tensions surviennent ou des bruits, alors les transistors internes au circuit intégré (CI) auront un comportement erratique.

Lorsque les transistors internes aux CI commutent et que la puissance nécessaire au pilotage des charges externes change, la quantité de courant utile au CI varie; si l’impédance est importante dans les lignes entre le CI et l’alimentation, alors la tension au niveau du CI va baisser dans l’attente du rattrapage.

Imaginez un barrage avec un long canal et une grosse porte d’écluse à l’extrémité du canal – si vous ouvrez soudainement la porte d’écluse alors le niveau d’eau (la tension) va baisser rapidement et il faudra du temps pour que l’eau en provenance du barrage (la source d’alimentation) compense cette baisse.