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关于滤波电容、去耦电容、旁路电容作用滤波电容用在电源整流电路中,用来滤除交流成分使输出的直流更平滑去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方,用来消除自激,使放大器稳定工作旁路电容用在有电阻连接时,接在电阻两端使交流__顺利通过
1.关于去耦电容蓄能作用的理解1)去耦电容主要是去除高频如RF__的干扰,干扰的进入方式是通过电磁辐射而实际上,芯片附近的电容还有蓄能的作用,这是第二位的你可以把总电源看作密云水库,我们大楼内的家家户户都需要供水,这时候,水不是直接来自于水库,那样距离太远了,等水过来,我们已经渴的不行了实际水是来自于大楼顶上的水塔水塔其实是一个buffer的作用如果微观来看,高频器件在工作的时候,其电流是不连续的,而且频率很高,而器件VCC到总电源有一段距离,即便距离不长,在频率很高的情况下,阻抗Z=i*wL+R,线路的电感影响也会非常大,会导致器件在需要电流的时候,不能被及时供给而去耦电容可以弥补此不足这也是___很多电路板在高频器件VCC管脚处放置小电容的原因之一(在vcc引脚上通常并联一个去藕电容,这样交流分量就从这个电容接地)2)有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播去耦电容的主要功能就是提供一个局部的直流电源给有源器件,以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地
2.旁路电容和去耦电容的区别 去耦去除在器件切换时从高频器件进入到配电网络中的RF能量去耦电容还可以为器件供局部化的DC电压源,它在减少跨板浪涌电流方面特别有用 旁路从元件或电缆中转移出不想要的共模RF能量这主要是通过产生AC旁路消除无意的能量进入敏感的部分,另外还可以提供基带滤波功能(带宽受限) 我们经常可以看到,在电源和地之间连接着去耦电容,它有三个方面的作用一是作为本集成电路的蓄能电容;二是滤除该器件产生的高频噪声,切断其通过供电回路进行传播的通路;三是防止电源携带的噪声对电路构成干扰 在电子电路中,去耦电容和旁路电容都是起到抗干扰的作用,电容所处的位置不同,称呼就不一样了对于同一个电路来说,旁路(bypass)电容是把输入__中的高频噪声作为滤除对象,把前级携带的高频杂波滤除,而去耦(decoupling)电容也称退耦电容,是把输出__的干扰作为滤除对象高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般是
0.1u,
0.01u等,而去耦合电容一般比较大,是10u或者更大,依据电路中分布参数,以及驱动电流的变化大小来确定数字电路中典型的去耦电容值是
0.1μF这个电容的分布电感的典型值是5μH
0.1μF的去耦电容有5μH的分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,也就是说,对于10MHz以下的噪声有较好的去耦效果,对40MHz以上的噪声几乎不起作用1μF、10μF的电容,并行共振频率在20MHz以上,去除高频噪声的效果要好一些每10片左右集成电路要加一片充放电电容,或1个蓄能电容,可选10μF左右最好不用电解电容,电解电容是两层薄膜卷起来的,这种卷起来的结构在高频时表现为电感要使用钽电容或聚碳酸酯电容去耦电容的选用并不严格,可按C=1/F,即10MHz取
0.1μF,100MHz取
0.01μF电容器选用及使用注意事项1,一般在低频耦合或旁路,电气特性要求较低时,可选用纸介、涤纶电容器;在高频高压电路中,应选用云母电容器或瓷介电容器;在电源滤波和退耦电路中,可选用电解电容器2,在振荡电路、延时电路、音调电路中,电容器容量应尽可能与计算值一致在各种滤波及网(选频网络),电容器容量要求精确;在退耦电路、低频耦合电路中,对同两级精度的要求不太严格3,电容器额定电压应高于实际工作电压,并要有足够的余地,一般选用耐压值为实际工作电压两倍以上的电容器4,优先选用绝缘电阻高,损耗小的电容器,还要注意使用环境关于滤波电容、去耦电容、旁路电容作用-2去耦 在直流电源回路中,负载的变化会引起电源噪声例如在数字电路中,当电路从一个状态转换为另一种状态时,就会在电源线上产生一个很大的尖峰电流,形成瞬变的噪声电压配置去耦电容可以抑制因负载变化而产生的噪声,是印制电路板的可靠性设计的一种常规做法,配置原则如下 ●电源输入端跨接一个10~100uF的电解电容器,如果印制电路板的位置允许,采用100uF以上的电解电容器的抗干扰效果会更好 ●为每个集成电路芯片配置一个
0.01uF的陶瓷电容器如遇到印制电路板空间小而装不下时,可每4~10个芯片配置一个1~10uF钽电解电容器,这种器件的高频阻抗特别小,在500kHz~20MHz范围内阻抗小于1Ω,而且漏电流很小(
0.5uA以下) ●对于噪声能力弱、关断时电流变化大的器件和ROM、RAM等存储型器件,应在芯片的电源线(Vcc)和地线(GND)间直接接入去耦电容●去耦电容的引线不能过长,特别是高频旁路电容不能带引线/////////////////////////////////////////////////////////////////////
(1)使用电容滤波时,特定频段比如高频噪音的滤波效果取决于电容值及其寄生电感的谐振频率1000pF的电容寄生电感肯定比10uF的小的多,因此谐振频率也会落在高频段区,相应的高频阻抗会极小,对高频干扰旁路滤波效果才明显.反之谐振频率落在低频段区,高频__阻抗很大低频阻抗则较小表现为对低频干扰较有效而对高频干扰却__为力图1电容基本结构和高频等效模型电容的基本公式是式1显示,减小电容器极板之间的距离d和增加极板的截__A将增加电容器的电容量 电容通常存在等效串联电阻ESR和等效串联电感ESL二个寄生参数图2是电容器在不同工作频率下的阻抗Zc一个电容器的谐振频率fo可以从它自身电容量C和等效串联电感量LESL得到,即当一个电容器工作频率在fo以下时,其阻抗随频率的上升而减小,即(频率低,电容表现为较大的容抗,电感表现为很小的感抗)当电容器工作频率在fo以上时,其阻抗会随频率的上升而增加,即(频率高时,电容表现出很小的容抗相当与短路,电感表现为很大的感抗)当电容器工作频率接近fo时,电容阻抗就等于它的等效串联电阻RESR电解电容器一般都有很大的电容量和很大的等效串联电感由于它的谐振频率很低,对低频__通过较好,而对高频__,表现出较强的电感性,阻抗较大,所以只能使用在低频滤波上同时,大电容还可以起到局部电荷池的作用,可以减少局部干扰通过电源耦合出去钽电容器一般都有较大电容量和较小等效串联电感,因而它的谐振频率会高于电解电容器,并能使用在中高频滤波上瓷片电容器电容量和等效串联电感一般都很小,因而它的谐振频率远高于电解电容器和钽电容器,所以能使用在高频滤波和旁路电路上由于小电容量瓷片电容器的谐振频率会比大电容量瓷片电容器的谐振频率要高,因此,在选择旁路电容时不能光选用电容值过高的瓷片电容器为了改善电容的高频特性,多个不同特性的电容器可以并联起来使用图3是多个不同特性的电容器并联后阻抗改善的效果
(2)电解电容http://___.eaw.com.cn/news/listbylabel/label/电解电容由于容量较大,因此在设计时为了加大__,都采用卷状形式,这就导致了其本身的电感量比较大,因此对高频分量,对地不会形成低通支路因此对于高频分量,只能用高频小电容
(3)去耦电容http://___.eaw.com.cn/news/listbylabel/label/去耦电容一般都是针对电源来讲的,为了防止多子系统中电源间的相互窜扰,一般在每级子系统的电源输入端需要加上高频电容来退耦,容量一般都是
0.1uF。