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耦合電容和分布電容的選用
文章來(lái)源: 更新時(shí)間:2013/8/18 10:53:00
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耦合電容和分布電容的選用
從電路來(lái)說(shuō),總是存在驅動(dòng)的源和被驅動(dòng)的負載。如果負載電容比較大,驅動(dòng)電路要把電容充電、放電,才能完成信號的跳變,在上升沿比較陡峭的時(shí)候,電流比較大,這樣驅動(dòng)的電流就會(huì )吸收很大的電源電流,由于電路中的電感,電阻(特別是芯片管腳上的電感,會(huì )產(chǎn)生反彈),這種電流相對于正常情況來(lái)說(shuō)實(shí)際上就是一種噪聲,會(huì )影響前級的正常工作。這就是耦合。
去藕電容就是起到一個(gè)電池的作用,滿(mǎn)足驅動(dòng)電路電流的變化,避免相互間的耦合干擾。旁路電容實(shí)際也是去藕合的,只是旁路電容一般是指高頻旁路,也就是給高頻的開(kāi)關(guān)噪聲提高一條低阻抗泄防途徑。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(dòng)電流的變化大小來(lái)確定。
旁路是把輸入信號中的干擾作為濾除對象,而去耦是把輸出信號的干擾作為濾除對象,防止干擾信號返回電源。這應該是他們的本質(zhì)區別。去耦電容在集成電路電源和地之間的有兩個(gè)作用:一方面是本集成電路的蓄能電容,另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。數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(shuō),對于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,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(lái)的,這種卷起來(lái)的結構在高頻時(shí)表現為電感。要使用鉭電容或聚碳酸酯電容。去耦電容的選用并不嚴格,可按C=1/F,即10MHz取0.1μF,100MHz 取0.01μF。
分布電容是指由非形態(tài)電容形成的一種分布參數。一般是指在印制板或其他形態(tài)的電路形式,在線(xiàn)與線(xiàn)之間、印制板的上下層之間形成的電容。這種電容的容量很小,但可能對電路形成一定的影響。在對印制板進(jìn)行設計時(shí)一定要充分考慮這種影響,尤其是在工作頻率很高的時(shí)候。也成為寄生電容,制造時(shí)一定會(huì )產(chǎn)生,只是大小的問(wèn)題。布高速PCB 時(shí),過(guò)孔可以減少板層電容,但會(huì )增加電感。分布電感是指在頻率提高時(shí),因導體自感而造成的阻抗增加.
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(shí),可選用紙介、滌綸電容器;在高頻高壓電路中,應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(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,對同兩級精度的要求不太嚴格。
3,電容器額定電壓應高于實(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。
讀《耦合電容和分布電容的選用》有感:一字之差,繆以千里!

數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(shuō),對于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。
首先:其中0.1uF電容有5uH的分布電感,5uH是5nH吧?根據電容電感并行共振頻率公式f=1/2π√LC得出共振頻率在225KHz左右,而實(shí)測
頻率確實(shí)大約在7MHz左右。
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。
其次:根據上面的理論,稍微仔細點(diǎn)就可看出,1uF實(shí)際上是1nF。后面的結論是正確的,實(shí)際情況也是這樣。

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(lái)的,這種卷起來(lái)的結構在高頻時(shí)表現為電感。
要使用鉭電容或聚碳酸酯電容。
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再次:電解電容應該指的是鋁電解電容了,如果只說(shuō)電解電容,那么鉭電容也是了。另外,僅從結構上說(shuō)是不完全正確的。大家都知道,電解電容容量高,根據
f=1/2π√LC就清楚該用在什么頻率范圍內。聚碳酸酯電容也有卷饒工藝的嘛。電容的選型要根據頻率的大小選擇容值、耐壓、溫度系數、DF值、壽命等合乎要求的型號和系列。高頻電路中則不要把電容當作一個(gè)單純的容性器件看待,而是一個(gè)電阻、電容(主要因素)、電感(主要因素)的電路模型。

去耦電容的選用并不嚴格,可按C=1/F,即10MHz,取0.1μF,100MHz 取0.01μF。
最后:這句話(huà)是對的。經(jīng)驗之談。
供初學(xué)者加深理解!

 
 
 
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