原创 关于滤波电容、去耦电容、旁路电容作用

2008-7-24 18:30 2162 2 3 分类: MCU/ 嵌入式

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。
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。
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。


1.关于去耦电容蓄能作用的理解


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。)


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


2.旁路电容和去耦电容的区别


      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。
      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)。


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。


       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。


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。
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。

电容器选用及使用注意事项:
1,一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。
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。
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。
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。

PARTNER CONTENT

文章评论1条评论)

登录后参与讨论

用户157031 2008-8-26 19:00

嗯,非常有用,留着,以后慢慢看
相关推荐阅读
用户161271 2008-07-25 10:26
什么是电容的ESR?相关概念解释
虽然是个简单的概念,不过一写成洋文,就变得不容易理解了。ESR,是Equivalent Series Resistance三个单词的缩写,翻译过来就是“等效串连电阻”。理论上,一个完美的电容,自身不会...
用户161271 2008-07-25 10:10
直流数控可调稳压电源的设计
直流稳压电源是常用的电子设备,它能保证在电网电压波动或负载发生变化时,输出稳定的电压。一个低纹波、高精度的稳压源在仪器仪表、工业控制及测量领域中有着重要的实际应用价值。本设计给出的稳压电源的输出电压范...
用户161271 2008-07-25 00:31
用差分放大器来驱动高速ADC
当今的世界是一个充斥着海量数据的世界。人们的生活从中获益颇多,但系统设计者面临的压力却日益增大,为模拟数字转换器(驱动器就是一个重要课题。作为联系现实世界和数据世界重要桥梁的ADC,往往要以数百兆赫兹...
用户161271 2008-07-25 00:16
0欧姆电阻的作用
0欧姆电阻的作用  1.在电路中没有任何功能,只是在PCB上为了调试方便或兼容设计等原因。  2.可以做跳线用,如果某段线路不用,直接不贴该电阻即可(不影响外观)  3.在匹配电路参数不确定的时候,以...
用户161271 2008-07-24 18:50
单片机学习的误区
 单片机因其优异的性能得到了越来越广泛的应用,现在几乎所有的电子产品都用到了它,因此学习单片机的人也越来越多。随着技术的进步,单片机的种类也层出不穷,不断有新型高性能的单片机出现,令学习者看得眼花缭乱...
用户161271 2008-07-24 18:36
电子工程师真正高水平的体现--别拿一分钱不当回事
能节约一分钱的成本,正是电子工程师真正高水平的体现一分钱,在现在物价飞涨的年代,早已经退出了货币交流的的历史舞台,成为财务意义上的最小计量单位。当年“我在马路边,捡到一分钱”的童谣,不会再发生了,一分...
EE直播间
更多
我要评论
1
2
关闭 站长推荐上一条 /3 下一条