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关于滤波电容、去耦电容、旁路电容作用

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发表于 2020-3-17 10:26 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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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。 ) K' D, ]) b, W5 x6 M% O( L
6 M# W' Z& y( V
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。
" D( {3 H+ E  a& L6 f, V" ?2 R7 U
旁路电容用在有电阻连接时,接在电阻两端使交流信号顺利通过。
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1.关于去耦电容蓄能作用的理解
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1)去耦电容主要是去除高频如RF信号的干扰,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。这也是为什么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。)。$ U  N4 I0 R& D+ D* u
7 I5 z% y+ T4 s
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。9 b1 Z: U+ E9 \7 z3 ~9 e9 G
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2.旁路电容和去耦电容的区别
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     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。 : U  e& K8 X: r( d

: [$ o. w  X+ p* E     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)。
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     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。
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     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)电容是把输入信号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,是把输出信号的干扰作为滤除对象。0 n* ]3 I& m; j3 \# o5 U
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& A. V) ^8 C, W4 j- X/ H# O& t2 J) p9 [, y
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。
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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。
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! Y# O2 T* {0 M3 Z( @7 U5 A电容器选用及使用注意事项:
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* L9 {  A, i. D1,一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。
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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。 4 c% D. P; b. S) X* O
+ M! o' ?9 K* j6 d6 {0 `: p, M8 G1 o* t
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。
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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

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发表于 2020-3-17 15:03 | 只看该作者
去耦电容主要是去除高频如RF信号的干扰
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