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詳解濾波電容、去耦電容、旁路電容的區(qū)別

小劉 ? 來源:辰光 ? 作者:辰光 ? 2022-03-02 11:33 ? 次閱讀
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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(shí),接在電阻兩端使交流信號(hào)順利通過。

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(hào)的干擾,干擾的進(jìn)入方式是通過電磁輻射。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密云水庫,我們大樓內(nèi)的家家戶戶都需要供水,這時(shí)候,水不是直接來自于水庫,那樣距離太遠(yuǎn)了, 等水過來,我們已經(jīng)渴的不行了。 實(shí)際水是來自于大樓頂上的水塔,水塔其實(shí)是一個(gè)buffer的作用。如果微觀來看,高頻器件在工作的時(shí)候,其電流是不連續(xù)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(zhǎng),在頻率很高的情況下,阻抗Z=i*wL+R,線路的電感影響也會(huì)非常大,會(huì)導(dǎo)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(bǔ)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)去藕電容,這樣交流分量就從這個(gè)電容接地。)

2)有源器件在開關(guān)時(shí)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(gè)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。

2.旁路電容和去耦電容的區(qū)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(zhuǎn)移出不想要的共模RF能量。這主要是通過產(chǎn)生AC旁路消除無意的能量進(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,切斷其通過供電回路進(jìn)行傳播的通路;三是防止電源攜帶的噪聲對(duì)電路構(gòu)成干擾。

在電子電路中,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,稱呼就不一樣了。對(duì)于同一個(gè)電路來說,旁路(bypass)電容是把輸入信號(hào)中的高頻噪聲作為濾除對(duì)象,把前級(jí)攜帶的高頻雜波濾除,而去耦(decoupling)電容也稱退耦電容,是把輸出信號(hào)的干擾作為濾除對(duì)象。

詳解濾波電容、去耦電容、旁路電容的區(qū)別

補(bǔ)充:電容器選用及使用注意事項(xiàng):

1,一般在低頻耦合或旁路,電氣特性要求較低時(shí),可選用紙介、滌綸電容器;在高頻高壓電路中,應(yīng)選用云母電容器或瓷介電容器;在電源濾波和退耦電路中,可選用電解電容器。

2,在振蕩電路、延時(shí)電路、音調(diào)電路中,電容器容量應(yīng)盡可能與計(jì)算值一致。在各種濾波及網(wǎng)(選頻網(wǎng)絡(luò)),電容器容量要求精確;在退耦電路、低頻耦合電路中,對(duì)同兩級(jí)精度的要求不太嚴(yán)格。

3,電容器額定電壓應(yīng)高于實(shí)際工作電壓,并要有足夠的余地,一般選用耐壓值為實(shí)際工作電壓兩倍以上的電容器。

4,優(yōu)先選用絕緣電阻高,損耗小的電容器,還要注意使用環(huán)境。

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(dòng)電流的變化大小來確定。

數(shù)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,對(duì)于10MHz以下的噪聲有較好的去耦效果,對(duì)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的,這種卷起來的結(jié)構(gòu)在高頻時(shí)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 0.1μF,100MHz取0.01μF。

審核編輯:湯梓紅

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