濾波電容、去耦電容、旁路電容的作用到底是什么?

發(fā)布時(shí)間:2018-2-5 15:35    發(fā)布者:儀商城
關(guān)鍵詞: 濾波電容 , 電流 , 測試測量

電容種類(lèi)繁雜,但無(wú)論再怎么分類(lèi),其基本原理都是利用電容對交變信號呈低阻狀態(tài)。交變電流的頻率f越高,電容的阻抗就越低。旁路電容起的主要作用是給交流信號提供低阻抗的通路;去耦電容的主要功能是提供一個(gè)局部的直流電源給有源器件,以減少開(kāi)關(guān)噪聲在板上的傳播和將噪聲引導到地,加入去耦電容后電壓的紋波干擾會(huì )明顯減小;濾波電容常用于濾波電路中。

對于理想的電容器來(lái)說(shuō),不考慮寄生電感電阻的影響,那么在電容設計上就沒(méi)有任何顧慮,電容的值越大越好。但實(shí)際情況卻相差很遠,并不是電容越大對高速電路越有利,反而小電容才能被應用于高頻。

濾波電容用在電源整流電路中,用來(lái)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(lái)消除自激,使放大器穩定工作。旁路電容用在有電阻連接時(shí),接在電阻兩端使交流信號順利通過(guò)。

1.關(guān)于去耦電容蓄能作用的理解

(1)去耦電容主要是去除高頻如RF信號的干擾,干擾的進(jìn)入方式是通過(guò)電磁輻射。而實(shí)際上,芯片附近的電容還有蓄能的作用,這是第二位的。你可以把總電源看作水庫,我們大樓內的家家戶(hù)戶(hù)都需要供水,這時(shí)候,水不是直接來(lái)自于水庫,那樣距離太遠了,等水過(guò)來(lái),我們已經(jīng)渴的不行了。實(shí)際水是來(lái)自于大樓頂上的水塔,水塔其實(shí)是一個(gè)buffer的作用。如果微觀(guān)來(lái)看,高頻器件在工作的時(shí)候,其電流是不連續的,而且頻率很高,而器件VCC到總電源有一段距離,即便距離不長(cháng),在頻率很高的情況下,阻抗Z=i*wL+R,線(xiàn)路的電感影響也會(huì )非常大,會(huì )導致器件在需要電流的時(shí)候,不能被及時(shí)供給。而去耦電容可以彌補此不足。這也是為什么很多電路板在高頻器件VCC管腳處放置小電容的原因之一(在Vcc引腳上通常并聯(lián)一個(gè)去耦電容,這樣交流分量就從這個(gè)電容接地。

(2)有源器件在開(kāi)關(guān)時(shí)產(chǎn)生的高頻開(kāi)關(guān)噪聲將沿著(zhù)電源線(xiàn)傳播。去耦電容的主要功能就是提供一個(gè)局部的直流電源給有源器件,以減少開(kāi)關(guān)噪聲在板上的傳播和將噪聲引導到地。

2.旁路電容和去耦電容的區別

去耦:去除在器件切換時(shí)從高頻器件進(jìn)入到配電網(wǎng)絡(luò )中的RF能量。去耦電容還可以為器件提供局部化的DC電壓源,它在減少跨板浪涌電流方面特別有用。

旁路:從元件或電纜中轉移出不想要的共模RF能量。這主要是通過(guò)產(chǎn)生AC旁路消除無(wú)意的能量進(jìn)入敏感的部分,另外還可以提供基帶濾波功能(帶寬受限)。

我們經(jīng)?梢钥吹,在電源和地之間連接著(zhù)去耦電容,它有三個(gè)方面的作用:一是作為本集成電路的蓄能電容;二是濾除該器件產(chǎn)生的高頻噪聲,切斷其通過(guò)供電回路進(jìn)行傳播的通路;三是防止電源攜帶的噪聲對電路構成干擾。

電子電路中,去耦電容和旁路電容都是起到抗干擾的作用,電容所處的位置不同,稱(chēng)呼就不一樣了。對于同一個(gè)電路來(lái)說(shuō),旁路(bypass)電容是把輸入信號中的高頻噪聲作為濾除對象,把前級攜帶的高頻雜波濾除,而去耦(decoupling)電容也稱(chēng)退耦電容,是把輸出信號的干擾作為濾除對象。

從電路來(lái)說(shuō),總是存在驅動(dòng)的源和被驅動(dòng)的負載。如果負載電容比較大,驅動(dòng)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(shí)候,電流比較大,這樣驅動(dòng)的電流就會(huì )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(huì )產(chǎn)生反彈),這種電流相對于正常情況來(lái)說(shuō)實(shí)際上就是一種噪聲,會(huì )影響前級的正常工作,這就是耦合。

去耦電容就是起到一個(gè)電池的作用,滿(mǎn)足驅動(dòng)電路電流的變化,避免相互間的耦合干擾。

旁路電容實(shí)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(kāi)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,依據電路中分布參數,以及驅動(dòng)電流的變化大小來(lái)確定。

去耦和旁路都可以看作濾波。去耦電容相當于電池,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(shí)間的大小來(lái)計算。去耦電容一般都很大,對更高頻率的噪聲,基本無(wú)效。旁路電容就是針對高頻來(lái)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(gè)RLC串聯(lián)模型。在某個(gè)頻率,會(huì )發(fā)生諧振,此時(shí)電容的阻抗就等于其ESR。如果看電容的頻率阻抗曲線(xiàn)圖,就會(huì )發(fā)現一般都是一個(gè)V形的曲線(xiàn)。具體曲線(xiàn)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(gè)比較保險的方法就是多并幾個(gè)電容。

去耦電容在集成電路電源和地之間的有兩個(gè)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。數字電路中典型的去耦電容值是0.1μF。這個(gè)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(shuō),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片左右集成電路要加一片充放電電容,或1個(gè)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(lái)的,這種卷起來(lái)的結構在高頻時(shí)表現為電感。要使用鉭電容或聚碳酸酯電容。去耦電容的選用并不嚴格,可按C=1/F,即10MHz取0.1μF,100MHz取0.01μF。

若需獲得更多資訊,歡迎前往儀商城進(jìn)行了解


本文地址:http://selenalain.com/thread-522860-1-1.html     【打印本頁(yè)】

本站部分文章為轉載或網(wǎng)友發(fā)布,目的在于傳遞和分享信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀(guān)點(diǎn)和對其真實(shí)性負責;文章版權歸原作者及原出處所有,如涉及作品內容、版權和其它問(wèn)題,我們將根據著(zhù)作權人的要求,第一時(shí)間更正或刪除。
您需要登錄后才可以發(fā)表評論 登錄 | 立即注冊

相關(guān)在線(xiàn)工具

相關(guān)視頻

關(guān)于我們  -  服務(wù)條款  -  使用指南  -  站點(diǎn)地圖  -  友情鏈接  -  聯(lián)系我們
電子工程網(wǎng) © 版權所有   京ICP備16069177號 | 京公網(wǎng)安備11010502021702
快速回復 返回頂部 返回列表
午夜高清国产拍精品福利|亚洲色精品88色婷婷七月丁香|91久久精品无码一区|99久久国语露脸精品|动漫卡通亚洲综合专区48页