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文檔簡介

1、濾波電容用在電源整流電路中,用來濾除交流成分。使輸出的直流更平滑。去耦電容用在放大電路中不需要交流的地方,用來消除自激,使放大器穩(wěn)定工作。 旁路電容用在有電阻連接時,接在電阻兩端使交流信號順利通過。所謂去耦,就是避免前一級電路網(wǎng)絡(luò)因電壓或者電流的突變而對后一級電路網(wǎng)絡(luò)造成影響,才在兩級網(wǎng)絡(luò)之間加一個RC去耦電路,大家應(yīng)該知道電容兩端的電壓是不會突變的,這樣就防止了對后一級的電路網(wǎng)絡(luò)造成影響了.去耦電容和旁路電容的區(qū)別旁路電容不是理論概念,而是一個經(jīng)常使用的實用方法,在50 - 60年代,這個詞也就有它特有的含義,現(xiàn)在已不多用。電子管或者晶體管是需要偏置的,就是決定工作點的直流供電條件。例如電子

2、管的柵極相對于陰極往往要求加有負(fù)壓,為了在一個直流電源下工作,就在陰極對地串接一個電阻,利用板流形成陰極的對地正電位,而柵極直流接地,這種偏置技術(shù)叫做“自偏”,但是對(交流)信號而言,這同時又是一個負(fù)反饋,為了消除這個影響,就在這個電阻上并聯(lián)一個足夠大的點容,這就叫旁路電容。后來也有的資料把它引申使用于類似情況。去耦電容在集成電路電源和地之間的有兩個作用:一方面是本集成電路的蓄能電容,另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。數(shù)字電路中典型的去耦電容值是 0.1F。這個電容的分布電感的典型值是5H。0.1F的去耦電容有5H的分布電感,它的并行共振頻率大約在7MHz左右,也就是說,對于 10MHz以下的噪

3、聲有較好的去耦效果,對40MHz以上的噪聲幾乎不起作用。1F、10F的電容,并行共振頻率在20MHz以上,去除高頻噪聲的效果要好一些。每10片左右集成電路要加一片充放電電容,或1個蓄能電容,可選10F左右。最好不用電解電容,電解電容是兩層薄膜卷起來的,這種卷起來的結(jié)構(gòu)在高頻時表現(xiàn)為電感。要使用鉭電容或聚碳酸酯電容。去耦電容的選用并不嚴(yán)格,可按C=1/F,即10MHz取0.1F,100MHz取 0.01F。一般來說,容量為uf級的電容,象電解電容或鉭電容,他的電感較大,諧振頻率較小,對低頻信號通過較好,而對高頻信號,表現(xiàn)出較強(qiáng)的電感性,阻抗較大,同時,大電容還可以起到局部電荷池的作用,可以減少局

4、部的干擾通過電源耦合出去;容量為0.0010.1uf的電容,一般為陶瓷電容或云母電容,電感小,諧振頻率高,對高頻信號的阻抗較小,可以為高頻干擾信號提供一條旁路,減少外界對該局部的耦合干擾 旁路是把前級或電源攜帶的高頻雜波或信號濾除;去藕是為保正輸出端的穩(wěn)定輸出(主要是針對器件的工作)而設(shè)的“小水塘”,在其他大電流工作時保證電源的波動范圍不會影響該電路的工作;補(bǔ)充一點就是所謂的藕合:是在前后級間傳遞信號而不互相影響各級靜態(tài)工作點的元件有源器件在開關(guān)時產(chǎn)生的高頻開關(guān)噪聲將沿著電源線傳播。去耦電容的主要功能就是提供一個局部的直流電源給有源器件,以減少開關(guān)噪聲在板上的傳播和將噪聲引導(dǎo)到地。摘引自倫德全

5、電路板級的電磁兼容設(shè)計一文,該論文對噪聲耦和路徑、去耦電容和旁路電容的使用都講得不錯。請參閱。從電路來說,總是存在驅(qū)動的源和被驅(qū)動的負(fù)載。如果負(fù)載電容比較大,驅(qū)動電路要把電容充電、放電,才能完成信號的跳變,在上升沿比較陡峭的時候,電流比較大,這樣驅(qū)動的電流就會吸收很大的電源電流,由于電路中的電感,電阻(特別是芯片管腳上的電感,會產(chǎn)生反彈),這種電流相對于正常情況來說實際上就是一種噪聲,會影響前級的正常工作。這就是耦合。去耦電容就是起到一個電池的作用,滿足驅(qū)動電路電流的變化,避免相互間的耦合干擾。旁路電容實際也是去耦合的,只是旁路電容一般是指高頻旁路,也就是給高頻的開關(guān)噪聲提高一條低阻抗泄防途徑

6、。高頻旁路電容一般比較小,根據(jù)諧振頻率一般是 0.1u,0.01u等,而去耦合電容一般比較大,是10u或者更大,依據(jù)電路中分布參數(shù),以及驅(qū)動電流的變化大小來確定。旁路或去耦電容旁路或去耦電容在布線時,模擬器件賀數(shù)字器件都需要這些類型的電容,都需要靠近其電源引腳處連接一個電容,此電容值通常為0.1uF。系統(tǒng)供電電源處需要另一類電容,通常此電容值為10uF。電容取值范圍為推薦值的1/10至10倍之間。但引腳必須較短,且要盡量靠近器件或供電電源。在電路板上加旁路或去耦電容,以及這些電容在板上的設(shè)置,對于數(shù)字和模擬設(shè)計來說都屬于基本常識,但有趣的是,其原因卻有所不同。在模擬布線設(shè)計中,旁路電容通常用于

7、旁路電源上的高頻信號,如果不加旁路電容,這些高頻信號可能通過電源引腳進(jìn)入敏感的模擬芯片。一般來說,這些高頻信號的頻率超出模擬器件抑制高頻信號的能力。如果在模擬電路中不使用旁路電容的話,就可能在信號路徑上引入噪聲,更嚴(yán)重的情況甚至?xí)鹫駝?。對于控制器和處理器這樣的數(shù)字器件,同樣需要取耦電容,但原因不同。這些電容的一個功能是用作“微型”電荷庫。在數(shù)字電路中,執(zhí)行門狀態(tài)的切換通常需要很大的電流。由于開關(guān)時芯片上產(chǎn)生開關(guān)瞬態(tài)電流并流經(jīng)電路板,有額外的“備用”電荷是有利的。如果執(zhí)行開關(guān)動作時沒有足夠的電荷,會造成電源電壓發(fā)生很大變化。電壓變化太大,會導(dǎo)致數(shù)字信號電平進(jìn)入不確定狀態(tài),并很可能引起數(shù)字器件

8、中的狀態(tài)機(jī)錯誤運行。于多種原因,在供電電源處或有源器件的電源引腳處施加旁路(或去耦)電容是好的做法。去耦的電容的數(shù)量應(yīng)該如何確定一個ic周圍需要很多的去耦電容,大小有電壓確定?去耦的電容的數(shù)量應(yīng)該如何確定?請高手指教 謝謝!答一:個人觀點:去藕的電容數(shù)量不是固定的,可以這樣選擇,也可以那樣選擇,只是看具體的干擾源帶來什么。可能會有不一樣頻率的干擾,對比較低頻率的可能用容量大點的,頻率越高的話用的電容越小。但總的來說不可能把電路搞得如此完美。一般放兩三顆了不得了。抱歉我不是高手,我只有局限于我的理解與你討論;去藕電容的數(shù)量上面我也說過了,不能確定的。你當(dāng)然可以把1UF,0.1UF,0.01UF,

9、0.001UF,一些能想到的都用上去。但是實際的設(shè)計你不會這樣擺。你可能只擺兩顆或三顆,一顆大點,一顆小點。數(shù)量是指電容個數(shù)還是電容值?如果指電容值樓上說的對,即依照芯片所工作的頻率來定電容值。原理是利用電容對不同頻率呈現(xiàn)不同的容抗來濾除不同頻率干擾,防止其串入電源對其它電路造成影響,這是其一。其二:它還可以防止由VCC帶來的干擾進(jìn)入芯片電源端口,造成芯片工作不穩(wěn)定。通俗點講等于在芯片電源端口并上一個足夠小的電阻(某頻率下計算出的容抗),將該頻率干擾旁路掉,而對VCC直流卻呈現(xiàn)出很大的容抗。有時芯片工作電流較大,還要考慮使用LC或RC電路來完成退耦功能。這時還要考慮是以芯片工作穩(wěn)定為主還是以電

10、源防止串入干擾為主,來決定C與R(或L)之間在PCB銅箔走線中的前后安插位置。去耦電容一般是為了給芯片提供高頻電流以降低EMI,根據(jù)I=C*dV/dt,C=I/(dV/dt),這只是一個理論公式,具體適不適IC的vcc和地之間一定要加去耦電容,以降低ic內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲電壓影響vcc(尤其是快速的數(shù)字電路,開關(guān)噪聲很大),而且這個回路要盡可能的小,所以很多好的ic layout,vcc和ground放的很近。具體的電容取值要根據(jù)噪聲電壓的上升沿時間來決定,比較常用的為0.1uf。至于樓主問的使用幾個電容,如果電容值相同的話,一般用一個就夠了,使用n階濾波的話,一般是干擾源和信號源頻率很近的時候,

11、因為階數(shù)越多,過渡帶會越窄。去耦應(yīng)該電容,電阻,電感配合使用,才能有好的效果。例如高速AD工作時,電源進(jìn)線加一個幾歐姆的電阻,電阻兩端都加上那個高頻低頻濾波電容,效果很好。我也是前幾天才知道的,看了這本書單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)以后。芯片的vcc到地之間一定要接去藕電容,電容的作用是為提供電平跳變時的沖擊電流。這已成為一個經(jīng)驗性的不變結(jié)論了。一般就用典型值,如0.1uF,至于很具體的計算我想不必管它,我看了那些公式你到實際中很多是用不上的。就在實際中測試,效果不好就可以多加一點,或者容量改大點,直到符合你的要求為止。電容的選擇主要考慮負(fù)載電流發(fā)生變化的時候,電壓的變化在允許范圍內(nèi)!也即在負(fù)載突

12、變時,在電源轉(zhuǎn)換器還沒有來得急調(diào)整得時候,由去耦電容向負(fù)載供電!電容的容直選擇于設(shè)計時一些參數(shù)有關(guān)。1.允許的電源電壓變化范圍、2.電壓變化時間、3.變化的功率等!有個公式: T=C0.05V2÷PT:由于去藕電容的作用,電源下降到允許的范圍的時間C:去藕電容量,單位F、0.05:允許的5%的電壓下降V:電源電壓,單位V、P:該電壓點電源的功耗、去藕電容的作用就是在電源轉(zhuǎn)換器完成響應(yīng)的時間之內(nèi),為負(fù)載提供足夠電流,保證電源電壓跌落不超過指標(biāo)要求。樓上的這個才是最佳得回答1) 由于電源線的等效電感的作用,瞬間得電源供電只能由電容提供,因為電感得電流無法瞬變,其電流上升時間為 L/R得對

13、數(shù)曲線。2) 由于電容的寄生電感作用,實際的電容可以等效為電感串電容, 其瞬間電流為SIN曲線,時間常數(shù)已由樓上大俠給出。3) 通過使用多個不同容量的電容來調(diào)節(jié) 瞬間的電流上升曲線。4) 由于瞬間的供電由電容提供,構(gòu)成了一個小面積的電流環(huán)路 有利于降低EM輻射5) 濾波電容C通過和電源的內(nèi)阻R以及電源線電感L構(gòu)成的低通濾波電路可以抑制電源線上過來的高頻干擾對去耦電容的一些理解(第一次發(fā)帖,請支持我)現(xiàn)在的電路中有很多模式化的東西,以至于大家都對一些東西模棱兩可,理解的不是很深。就電路芯片附近常用的0.1uF的去耦電容,結(jié)合看到的一些網(wǎng)上的資料,加上自己的一點理解,整理起來,發(fā)帖如下,和大家探討

14、(第一次發(fā)帖哈):1,耦合,有聯(lián)系的意思。2,耦合元件,尤其是指使輸入輸出產(chǎn)生聯(lián)系的元件。3,去耦合元件,指消除信號聯(lián)系的元件。4,去耦合電容簡稱去耦電容。例如,晶體管放大器發(fā)射極有一個自給偏壓電阻,它同時又使信號產(chǎn)生壓降反饋到輸入端形成了輸入輸出信號耦合,這個電阻就是產(chǎn)生了耦合的元件,如果在這個電阻兩端并聯(lián)一個電容,由于適當(dāng)容量的電容器對交流信號較小的阻抗(這需要計算)這樣就減小了電阻產(chǎn)生的耦合效應(yīng),故稱此電容為去耦電容。從電路來說,總是存在驅(qū)動的源和被驅(qū)動的負(fù)載。如果負(fù)載電容比較大,驅(qū)動電路要把電容充電、放電,才能完成信號的跳變,在上升沿比較陡峭的時候,電流比較大,這樣驅(qū)動的電流就會吸收很

15、大的電源電流,由于電路中的電感,電阻(特別是芯片管腳上的電感,會產(chǎn)生反彈),這種電流相對于正常情況來說實際上就是一種噪聲,會影響前級的正常工作。這就是耦合。去藕電容就是起到一個電池的作用,滿足驅(qū)動電路電流的變化,避免相互間的耦合干擾。旁路電容實際也是去藕合的,只是旁路電容一般是指高頻旁路,也就是給高頻的開關(guān)噪聲提高一條低阻抗泄防途徑。高頻旁路電容一般比較小,根據(jù)諧振頻率一般是0.1u,0.01u等,而去耦合電容一般比較大,是10u或者更大,依據(jù)電路中分布參數(shù),以及驅(qū)動電流的變化大小來確定。去耦和旁路都可以看作濾波。去耦電容相當(dāng)于電池,避免由于電流的突變而使電壓下降,相當(dāng)于濾紋波。具體容值可以根

16、據(jù)電流的大小、期望的紋波大小、作用時間的大小來計算。去耦電容一般都很大,對更高頻率的噪聲,基本無效。旁路電容就是針對高頻來的,也就是利用了電容的頻率阻抗特性。電容一般都可以看成一個RLC串聯(lián)模型。在某個頻率,會發(fā)生諧振,此時電容的阻抗就等于其ESR。如果看電容的頻率阻抗曲線圖,就會發(fā)現(xiàn)一般都是一個V形的曲線。具體曲線與電容的介質(zhì)有關(guān),所以選擇旁路電容還要考慮電容的介質(zhì),一個比較保險的方法就是多并幾個電容。去耦電容在集成電路電源和地之間的有兩個作用:一方面是本集成電路的蓄能電容,另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。數(shù)字電路中典型的去耦電容值是0.1F。這個電容的分布電感的典型值是5H。0.1F的去耦電容有5H的分布電感,它的并行共振頻率大約在7MHz左右,也就是說,對于10MHz以下的噪聲有較好的去耦效果,對40MHz以上的噪聲幾乎不起作用。1F、10F的電容,并行共振頻率在20MHz以上,去除高頻噪聲的效果要好一些。每10片左右集成電路要加一片充放電電容,或1個蓄能電容,可選10F左右。最好不用電解電容,電解電容是兩層薄膜卷起來的,這種卷起來的結(jié)構(gòu)在高頻時表現(xiàn)為電感。要使用鉭電容或聚碳酸酯電容。去耦電容的選用并不嚴(yán)格,可按C=1/F,即10MHz取0.1F,100MHz取0.01F。 去耦電容的種類有:(1

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