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旁路電容與去耦電容,傻傻分不清

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旁路電容與去耦電容,傻傻分不清

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首先了解以下幾個概念:

  • 耦合,有聯系的意思。
  • 耦合元件,尤其是指使輸入輸出産生聯系的元件。
  • 去耦合元件,指消除信号聯系的元件。
  • 去耦合電容簡稱去耦電容。

從電路來說,總是存在驅動的源和被驅動的負載。如果負載電容比較大,驅動電路要把電容充電、放電,才能完成信号的跳變,在上升沿比較陡峭的時候,電流比較大,這樣驅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(特别是晶片管腳上的電感,會産生反彈),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***。

半導體放大器發射極有一個自給偏壓電阻,它同時又使信号産生壓降回報到輸入端形成了輸入輸出信号耦合,這個電阻就是産生了耦合的元件,如果在這個電阻兩端并聯一個電容,由于适當容量的電容器對交流信号較小的阻抗,這樣就減小了電阻産生的耦合效應,故稱此電容為***去耦電容***。

去耦電容與旁路電容的異同點

去耦和旁路都可以看作濾波。

旁路是把輸入信号中的幹擾作為濾除對象,而去耦是把輸出信号的幹擾作為濾除對象,防止幹擾信号傳回電源。

去耦電容與旁路電容的作用

去藕電容就是起到一個電池的作用,滿足驅動電路電流的變化,避免由于電流的突變而使電壓下降,相當于濾紋波。具體容值可以根據電流的大小、期望的紋波大小、作用時間的大小來計算。

旁路電容實際也是去藕合的,隻是旁路電容一般是指高頻旁路,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串聯模型。在某個頻率,會發生諧振,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,就會發現一般都是一個V形的曲線。具體曲線與電容的媒體有關,是以選擇旁路電容還要考慮電容的媒體,一個比較保險的方法就是多并幾個電容。

高頻旁路電容一般比較小,根據諧振頻率一般是0.1u,0.01u等,而去耦合電容一般比較大,是10u或者更大,對更高頻率的噪聲,基本無效,其電容大小依據電路中分布參數,以及驅動電流的變化大小來确定。

去耦電容在內建電路電源和地之間的有以下幾個作用:

  • 本內建電路的蓄能電容,
  • 旁路掉該器件的高頻噪聲。
  • 防止電源攜帶的噪聲對電路構成幹擾

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,使放大器穩定工作。

旁路電容用在有電阻連接配接時,接在電阻兩端使交流信号順利通過。

容值的選擇

數字電路中典型的去耦電容值是0.1μF。這個電容的分布電感的典型值是5μH。0.1μF的去耦電容有5μH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。

1μF、10μF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片左右內建電路要加一片充放電電容,或1個蓄能電容,可選10μF左右。最好不用電解電容,電解電容是兩層薄膜卷起來的,這種卷起來的結構在高頻時表現為電感。要使用钽電容或聚碳酸酯電容。

去耦電容的選用并不嚴格,可按C=1/F,即10MHz取0.1μF,100MHz取0.01μF。