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電容在電路中耦合和旁路的區(qū)別

發(fā)布時間:2012-11-07 責任編輯:rexliu

【導(dǎo)讀】電容在電路里的作用有兩個,一是耦合,二是旁路。耦合是把需要傳送的信號搭一個通道,前提是前后級的工作點不被影響,既所謂的隔直時,采用電容來達到既要傳送信號又要隔斷直流的要求。從這個意義上講反饋電容也是耦合;而旁路的意思就是把不需要的信號直接入地,保證該點的電位穩(wěn)定。

電容和電阻都是電路中經(jīng)常使用的元器件,電容在電路里的作用有兩個,一是耦合,二是旁路。

旁路電容不是理論概念,而是一個經(jīng)常使用的實用方法,在50 -- 60年代,這個詞也就有它特有的含義,現(xiàn)在已不多用。電子管或者晶體管是需要偏置的,就是決定工作點的直流供電條件。例如電子管的柵極相對于陰極往往要求加有負壓,為了在一個直流電源下工作,就在陰極對地串接一個電阻,利用板流形成陰極的對地正電位,而柵極直流接地,這種偏置技術(shù)叫做“自偏”,但是對(交流)信號而言,這同時又是一個負反饋,為了消除這個影響,就在這個電阻上并聯(lián)一個足夠大的點容,這就叫旁路電容。后來也有的資料把它引申使用于類似情況。

去耦電容在集成電路電源和地之間的有兩個作用: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(shù)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(jié)構(gòu)在高頻時表現(xiàn)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。

一般來說,容量為uf級的電容,象電解電容或鉭電容,他的電感較大,諧振頻率較小,對低頻信號通過較好,而對高頻信號,表現(xiàn)出較強的電感性,阻抗較大,同時,大電容還可以起到局部電荷池的作用,可以減少局部的干擾通過電源耦合出去;容量為0.001~0.1uf的電容,一般為陶瓷電容或云母電容,電感小,諧振頻率高,對高頻信號的阻抗較小,可以為高頻干擾信號提供一條旁路,減少外界對該局部的耦合干擾

旁路是把前級或電源攜帶的高頻雜波或信號濾除;去藕是為保正輸出端的穩(wěn)定輸出(主要是針對器件的工作)而設(shè)的“小水塘”,在其他大電流工作時保證電源的波動范圍不會影響該電路的工作;補充一點就是所謂的藕合:是在前后級間傳遞信號而不互相影響各級靜態(tài)工作點的元件

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。

從電路來說,總是存在驅(qū)動的源和被驅(qū)動的負載。如果負載電容比較大,驅(qū)動電路要把電容充電、放電,才能完成信號的跳變,在上升沿比較陡峭的時候,電流比較大,這樣驅(qū)動的電流就會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,會產(chǎn)生反彈),這種電流相對于正常情況來說實際上就是一種噪聲,會影響前級的正常工作。這就是耦合。

去耦電容就是起到一個電池的作用,滿足驅(qū)動電路電流的變化,避免相互間的耦合干擾。

旁路電容實際也是去耦合的,只是旁路電容一般是指高頻旁路,也就是給高頻的開關(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(jù)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(jù)電路中分布參數(shù),以及驅(qū)動電流的變化大小來確定。

總的來說,耦合是把需要傳送的信號搭一個通道,前提是前后級的工作點不被影響,既所謂的隔直時,采用電容來達到既要傳送信號又要隔斷直流的要求。從這個意義上講反饋電容也是耦合;而旁路的意思就是把不需要的信號直接入地,保證該點的電位穩(wěn)定。
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