原创
电容的退耦作用
2008-7-5 00:49
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分类:
模拟
所谓退耦,既防止前后电路网络电流大小变化时,在供电电路中所形成的电流冲动对网络的正常工作产生影响。换言之,退耦电路能够有效的消除电路网络之间的寄生耦合。
退耦滤波电容的取值通常为47~200μF,退耦压差越大时,电容的取值应越大。所谓退耦压差指前后电路网络工作电压之差。
如下图为典型的RC退耦电路,R起到降压作用:
大家看到图中,在一个大容量的电解电容C1旁边又并联了一个容量很小的无极性电容C2
原因很简单,因为在高频情况下工作的电解电容与小容量电容相比,无论在介质损耗还是寄生电感等方面都有显著的差别(由于电解电容的接触电阻和等效电感的影响,当工作频高于谐振频率时,电解电容相当于一个电感线圈,不再起电容作用)。在不少典型电路,如电源退耦电路,自动增益控制电路及各种误差控制电路中,均采用了大容量电解电容旁边并联一只小电容的电路结构,这样大容量电解电容肩负着低频交变信号的退耦,滤波,平滑之作用;而小容量电容则以自身固有之优势,消除电路网络中的中,高频寄生耦合。在这些电路中的这一大一小的电容均称之为退耦电容。
Re: 大电容由于容量大,所以体积一般也比较大,且通常使用多层卷绕的方式制作,这就导致了大电容的分布电感比较大(也叫等效串联电感,英文简称ESL)。
电感对高频信号的阻抗是很大的,所以,大电容的高频性能不好。而一些小容量电容则刚刚相反,由于容量小,因此体积可以做得很小(缩短了引线,就减小了ESL,因为一段导线也可以看成是一个电感的),而且常使用平板电容的结构,这样小容量电容就有很小ESL这样它就具有了很好的高频性能,但由于容量小的缘故,对低频信号的阻抗大。
所以,如果我们为了让低频、高频信号都可以很好的通过,就采用一个大电容再并上一个小电容的方式。
常使用的小电容为 0.1uF的瓷片电容,当频率更高时,还可并联更小的电容,例如几pF,几百pF的。而在数字电路中,一般要给每个芯片的电源引脚上并联一个0.1uF的电容到地(这个电容叫做退耦电容,当然也可以理解为电源滤波电容,越靠近芯片越好),因为在这些地方的信号主要是高频信号,使用较小的电容滤波就可以了。
Re:
在电源的输出端并联一个适当的电容,犹如水库的缓冲作用,可以大大减小负载等的波动对电源的影响,这就是退耦作用。在许多地方,类似的方法用得很多,总的说可以稳定某处的电位,让波动成分“消化”在电容之中,别去影响受保护的电路部分。
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