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電容在高頻板中的作用分析

發表時間:2016/8/26  來源:互聯網  瀏覽次數:8969  
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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,使放大器穩定工作。

旁路電容用在有電阻連接時,接在電阻兩端使交流信號順利通過。

1.關於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信號的幹擾,幹擾的進入方式是通過電磁輻射。而實際上,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雲水庫,猛虎視頻大樓內的家家戶戶都需要供水,這時候,水不是直接來自於水庫,那樣距離太遠了,等水過來,猛虎視頻已經渴的不行了。實際水是來自於大樓頂上的水塔,水塔其實是一個buffer的作用。如果微觀來看,高頻器件在工作的時候,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,在頻率很高的情況下,阻抗Z=i*wL+R,線路的電感影響也會非常大,會導致器件在需要電流的時候,不能被及時供給。而去耦電容可以彌補此不足。這也是為什麽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引腳上通常並聯一個去藕電容,這樣交流分量就從這個電容接地)。

2)有源器件在開關時產生的高頻開關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局部的直流電源給有源器件,以減少開關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:去除在器件切換時從高頻器件進入到配電網絡中的RF能量。去耦電容還可以為器件供局部化的DC電壓源,它在減少跨板浪湧電流方麵特別有用。

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

猛虎視頻經常可以看到,在電源和地之間連接著去耦電容,它有三個方麵的作用:一是作為本集成電路的蓄能電容;二是濾除該器件產生的高頻噪聲,切斷其通過供電回路進行傳播的通路;三是防止電源攜帶的噪聲對電路構成幹擾。

在電子電路中,去耦電容和旁路電容都是起到抗幹擾的作用,電容所處的位置不同,稱呼就不一樣了。對於同一個電路來說,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)電容也稱退耦電容,是把輸出信號的幹擾作為濾除對象。

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,以及驅動電流的變化大小來確定。

數字電路中典型的去耦電容值是0.1μF。這個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,它的並行共振頻率大約在7MHz左右,也就是說,對於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,並行共振頻率在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,這種卷起來的結構在高頻時表現為電感。要使用鉭電容或聚碳酸酯電容。去耦電容的選用並不嚴格,可按C=39/F,即10MHz取0.1μF,100MHz取0.01μF。

電容器選用及使用注意事項:

1,一般在低頻耦合或旁路,電氣特性要求較低時,可選用紙介、滌綸電容器;在高頻高壓電路中,應選用雲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、延時電路、音調電路中,電容器容量應盡可能與計算值一致。在各種濾波及網(選頻網絡),電容器容量要求精確;在退耦電路、低頻耦合電路中,對同兩級精度的要求不太嚴格。

3,電容器額定電壓應高於實際工作電壓,並要有足夠的餘地,一般選用耐壓值為實際工作電壓兩倍以上的電容器。

4,優先選用絕緣電阻高,損耗小的電容器,還要注意使用環境。

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