什么是去耦電容?旁路電容和去耦電容有什么區(qū)別?
電容有很多具體的類別,比如法拉電容、去耦電容、濾波電容、陶瓷電容等等。為增進(jìn)大家對電容的認(rèn)識,本文將對旁路電容和去耦電容的區(qū)別予以介紹。如果你對電容、或是對本文的內(nèi)容具有興趣,不妨和小編一起來繼續(xù)往下閱讀哦。
從電路來說,總是存在驅(qū)動的源和被驅(qū)動的負(fù)載。如果負(fù)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(shí)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(shí)際上就 是一種噪聲,會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(shí)際也是去藕合的,只是旁路電容一般是指高頻旁路,也就是給高頻的開關(guān)噪聲提供一條低阻抗泄放途徑。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。
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(yīng)該是他們的本質(zhì)區(qū)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(shù)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,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的,這種卷起來的結(jié)構(gòu)在高頻時(shí)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(yán)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(shù)。一般是指在印制板或其他形態(tài)的電路形式,在線與線之間、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(shè)計(jì)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)一定會產(chǎn)生,只是大小的問題。
布高速 PCB 時(shí),過孔可以減少板層電容,但會增加電感。分布電感是指在頻率提高時(shí),因?qū)w自感而造成的阻抗增加。
電容器選用及使用注意事項(xiàng):
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(yīng)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(diào)電路中,電容器容量應(yīng)盡可能與計(jì)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(yán)格。
3. 電容器額定電壓應(yīng)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。
我們知道,一般我們所用的電容最重要的一點(diǎn)就是濾波和旁路,我在設(shè)計(jì)中也正是這么使用的。
對于高頻雜波,一般我的經(jīng)驗(yàn)是不要過大的電容,因?yàn)槲覀€(gè)人認(rèn)為,過大的電容雖然對于低頻的雜波過濾效果也許比較好,但是對于高頻的雜波,由于其諧振頻率的下降,使得對于高頻雜波的過濾效果不很理想。所以電容的選擇不是容量越大越好。
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