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1、耦合電容器主要的作用是隔離直流信號。電容的阻抗和信號的頻率成反比,信號的頻率越高,衰減越小。理論上,對于直流信號的阻抗是無窮大。很多場合需要放大的是交流信號,所以,會用耦合電容去掉信號中的直流部分。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(wěn)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(guān)于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信號的干擾,干擾的進(jìn)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云水庫,我們大樓內(nèi)的家家戶

2、戶都需要供水,這時候,水不是直接來自于水庫,那樣距離太遠(yuǎn)了,等水過來,我們已經(jīng)渴的不行了。實際水是來自于大樓頂上的水塔,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(xù)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(dǎo)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。這也是為什么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引腳上通常并聯(lián)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(guān)時產(chǎn)生的高頻開關(guān)噪聲將沿著電源線傳播。去耦

3、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(guān)噪聲在板上的傳播和將噪聲引導(dǎo)到地2 .旁路電容和去耦電容的區(qū)別去耦:去除在器件切換時從高頻器件進(jìn)入到配電網(wǎng)絡(luò)中的RF能量。去耦電容還可以為器件提供局部化的DC電壓源,它在減少跨板浪涌電流方面特別有用。旁路:從元件或電纜中轉(zhuǎn)移出不想要的共模RF能量。這主要是通過產(chǎn)生AC旁路消除無意的能量進(jìn)入敏感的部分,另外還可以提供基帶濾波功能(帶寬受限)。我們經(jīng)??梢钥吹?,在電源和地之間連接著去耦電容,它有三個方面的作用:一是作為本集成電路的蓄能電容;二是濾除該器件產(chǎn)生的高頻噪聲,切斷其通過供電回路進(jìn)行傳播的通路;三是防止電源攜帶的噪聲對電路構(gòu)成干

4、擾。在電子電路中,去耦電容和旁路電容都是起到抗干擾的作用,電容所處的位置不同,稱呼就不一樣了。對于同一個電路來說,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,是把輸出信號的干擾作為濾除對象。去耦在直流電源回路中,負(fù)載的變化會引起電源噪聲。例如在數(shù)字電路中,當(dāng)電路從一個狀態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種狀態(tài)時,就會在電源線上產(chǎn)生一個很大的尖峰電流,形成瞬變的噪聲電壓。配置去耦電容可以抑制因負(fù)載變化而產(chǎn)生的噪聲,是印制電路板的可靠性設(shè)計的一種常規(guī)做法,配置原則如下:電源輸入端K接一個10100uF的電解電容器,如果印制電路板

5、的位置允許,采用100uF以上的電解電容器的抗干擾效果會更好。為每個集成電路芯片配置一個0.01uF的陶瓷電容器。如遇到印制電路板空間小而裝不下時,可每410個芯片配置一個110uF鋰電解電容器,這種器件的高頻阻抗特別小,在500kHz20MHz范圍內(nèi)阻抗小于1"而且漏電流很?。?.5uA以下)。寸于噪聲能力弱、關(guān)斷時電流變化大的器件和ROM、RAM等存儲型器件,應(yīng)在芯片的電源線(Vcc)和地線(GND)間直接接入去耦電容。去耦電容的引線不能過長,特別是高頻旁路電容不能帶引線。去耦電容的配置去耦電容不是一般稱的濾波電容,濾波電容指電源系統(tǒng)用的,去藕電容則是分布在器件附近或子電路處主要

6、用于對付器件自身或外源性噪聲的特殊濾波電容,故有特稱一一去耦電容,去耦指去除(噪聲)耦合”之意.1、去耦電容的一般配置原則電源輸入端跨接一個10100uF的電解電容器,如果印制電路板的位置允許,采用100uF以上的電解電容器的抗干擾效果會更好.為每個集成電路芯片配置一個0.01uF的陶瓷電容器.如遇到印制電路板空間小而裝不下時,可每410個芯片配置一個110uF鋰電解電容器,這種器件的高頻阻抗特別小,在500kHz20MHz范圍內(nèi)阻抗小于1而且漏電流很小(0.5uA以下).對于噪聲能力弱、關(guān)斷時電流變化大的器件和ROM、RAM等存儲型器件,應(yīng)在芯片的電源線(Vcc)和地線(GND)間直接接入去

7、耦電容.去耦電容的引線不能過長,特別是高頻旁路電容不能帶引線.在印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時.操作它們時均會產(chǎn)生較大火花放電,必須RC電路來吸收放電電流.一般R取12K,C取2.247UF.CMOS的輸入阻抗很高,且易受感應(yīng),因此在使用時對不用端要接地或接正電源.設(shè)計時應(yīng)確定使用高頻低頻中頻三種去耦電容,中頻與低頻去耦電容可根據(jù)器件與PCB功耗決定,可分別選47-1000uF和470-3300uF;高頻電容計算為:C=P/V*V*F.每個集成電路一個去耦電容.每個電解電容邊上都要加一個小的高頻旁路電容用大容量的鋰電容或聚酷電容而不用電解電容作電路充放電儲能電容.使用管狀電時,外殼要接

8、地.由于大部分能量的交換也是主要集中于器件的電源和地引腳,而這些引腳又是獨立的直接和地電平面相連接的.這本¥,電壓的波動實際上主要是由于電流的不合理分布引起.但電流的分布不合理主要是由于大量的過孔和隔離帶造成的.這種情況下的電壓波動將主要傳輸和影響到器件的電源和地線引腳上.為減小集成電路芯片電源上的電壓瞬時過沖,應(yīng)該為集成電路芯片添加去耦電容.這可以有效去除電源上的毛刺的影響并減少在印制板上的電源環(huán)路的輻射當(dāng)去耦電容直接連接在集成電路的電源管腿上而不是連接在電源層上時,其平滑毛刺的效果最好.這就是為什么有一些器件插座上帶有去耦電容,而有的器件要求去耦電容距器件的距離要足夠的小.2、配

9、置電容的經(jīng)驗值好的高頻去耦電容可以去除高到1GHZ的高頻成份.陶瓷片電容或多層陶瓷電容的高頻特性較好.設(shè)計印刷線路板時,每個集成電路的電源,地之間都要加一個去耦電容.去耦電容有兩個作用:一方面是本集成電路的蓄能電容,提供和吸收該集成電路開門關(guān)門瞬間的充放電能;另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲.數(shù)字電路中典型白去耦電容為0.1uF的去耦電容有5nH分布電感,它的并行共振頻率大約在7MHz左右,也就是說對于10MHz以下的噪聲有較好的去耦作用,對40MHz以上的噪聲幾乎不起作用.1uF,10uF電容,并行共振頻率在20MHz以上,去除高頻率噪聲的效果要好一些.在電源進(jìn)入印刷板的地方放一個1uF或10uF的去高頻電容往往是有利的,即使是用電池供電的系統(tǒng)也需要這種電容.每10片左右的集成電路要加一片充放電電容,或稱為蓄放電容,電容大小可選10uF最好不用電解電容,電解電容是兩層溥膜卷起來的,這種卷起來的結(jié)構(gòu)在高頻時表現(xiàn)為電感,最好使用膽電容或聚碳酸醞電容.去耦電容值的選取并不嚴(yán)格,可按C=7f計算;即10MHz取0.1uF.由于不論使用怎樣的電源分配方案,整個系統(tǒng)會產(chǎn)生足夠?qū)е聠栴}發(fā)生的噪聲,額外的過濾措施是必需的.這一任務(wù)由旁路電容完成.一般來說,一個1uF-10uF的電容將被放在系統(tǒng)的電源接入端,板上每個設(shè)備的電源腳

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