电容的滤波、去耦、旁路作用
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电解电容其作用隔直流:作用是阻止直流通过而让交流通过。
旁路(去耦):为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。
耦合:作为两个电路之间的连接,允许交流信号通过并传输到下一级电路。
滤波:将整流以后的锯齿波变为平滑的脉动波,接近于直流。
储能:储存电能,用于必须要的时候释放。
1uF/100V,0.1uF/100V,0.01uF/100V,0.0033uF/100V。
以上为无感CCB电容。
作用如下:隔直流:作用是阻止直流通过而让交流通过。
旁路(去耦):为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。
耦合:作为两个电路之间的连接,允许交流信号通过并传输到下一级电路。
滤波:将整流以后的锯齿波变为平滑的脉动波,接近于直流。
电容的其他性质一、电容的分类和作用电容(Electric capacity),由两个金属极,中间夹有绝缘材料(介质)构成。
由于绝缘材料的不同,所构成的电容器的种类也有所不同。
按结构可分为:固定电容,可变电容,微调电容。
按介质材料可分为:气体介质电容,液体介质电容,无机固体介质电容,有机固体介质电容电解电容。
按极性分为:有极性电容和无极性电容。
我们最常见到的就是电解电容。
电容在电路中具有隔断直流电,通过交流电的作用,因此常用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐。
二、电容的单位电阻的基本单位是:F (法),此外还有μF(微法)、pF(皮法),另外还有一个用的比较少的单位,那就是:nF(纳法),由于电容 F 的容量非常大,所以我们看到的一般都是μF、nF、pF的单位,而不是F的单位。
他们之间的具体换算如下:1F=1000000μF1μF=1000nF=1000000pF三、电容的耐压单位:V(伏特)每一个电容都有它的耐压值,这是电容的重要参数之一。
普通无极性电容的标称耐压值有:63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V 等,有极性电容的耐压值相对要比无极性电容的耐压要低,一般的标称耐压值有:4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、220V、400V等。
区别去耦电容去除在期间切换时从⾼高配到配电⽹网中的RF能量量储能作⽤用,供局部化的直流电源,减少跨板浪涌电流在VCC 引脚通常并联⼀一个去耦电容,电容同交隔直将交流分量量从这个电容接地有源器器件在开关时产⽣生的⾼高频开关噪声江燕电源线传播,去耦电容就是提供⼀一个局部的直流给有源器器件,减少开关噪声在板上的传播并且能将噪声引导到地。
如果主要是为了了增加电源和地的交流耦合,减少交流信号对电源的影响,就可以称为去耦电容;旁路路电容从元件或电缆中转移出不不想要的共模 RF 能量量。
这主要是通过产⽣生 AC 旁路路消除⽆无意的能量量进⼊入敏敏感的部分,另外还可以提供基带滤波功能(带宽受限)。
在电路路中,如果电容起的主要作⽤用是给交流信号提供低阻抗的通路路,就称为旁路路电容;电⼦子电路路中,去耦电容和旁路路电容都是起到抗⼲干扰的作⽤用,电容所处的位置不不同,称呼就不不⼀一样了了。
对于同⼀一个电路路来说,旁路路(bypass)电容是把输⼊入信号中的⾼高频噪声作为滤除对象,把前级携带的⾼高频杂波滤除,⽽而去耦 (decoupling)电容也称退耦电容,是把输出信号的⼲干扰作为滤除对象。
滤波电容选择经过整流桥以后的是脉动直流,波动⽅方位很⼤大,后⾯面⼀一般⽤用⼤大⼩小两个电容⼤大电容⽤用来稳定输出,因为电容两端电压不不能突变,可以使输出平滑,⼩小电容⽤用来滤除⾼高频⼲干扰,使输出电压纯净,电容越⼩小,谐振频率越⾼高,可滤除的⼲干扰频率越⾼高容量量的选择⼤大电容,负载越重,吸收电流的能⼒力力越强,这个⼤大电容的容量量就要越⼤大⼩小电容,凭经验,⼀一般104 即可1、电容对地滤波,需要⼀一个较⼩小的电容并联对地,对⾼高频信号提供了了⼀一个对地通路路。
2、电源滤波中电容对地脚要尽可能靠近地。
3、理理论上说电源滤波⽤用电容越⼤大越好,⼀一般⼤大电容滤低频波,⼩小电容滤⾼高频波。
4、可靠的做法是将⼀一⼤大⼀一⼩小两个电容并联,⼀一般要求相差两个数量量级以上,以获得更更⼤大的滤波频段.滤波电容电源和地直接连接去耦电容1.为本集成电路路蓄能电容2.滤除该期间产⽣生的⾼高频噪声,切断其通过供电回路路进⾏行行传播的通路路3.防⽌止电源携带的噪声对电路路构成⼲干扰滤波电容的选⽤用原则在电源设计中,滤波电容的选取原则是: C≥2.5T/R其中: C 为滤波电容,单位为UF; T 为频率, 单位为Hz,R 为负载电阻,单位为Ω当然,这只是⼀一般的选⽤用原则,在实际的应⽤用中,如条件(空间和成本)允许,都选取C≥5T/R.PCB制版电容的选择⼀一般的10PF 左右的电容⽤用来滤除⾼高频的⼲干扰信号,0.1UF 左右的⽤用来滤除低频的纹波⼲干扰,还可以起到稳压的作⽤用。
旁路电容和去耦电容一、引言旁路电容和去耦电容是电子电路中常见的两种电容器应用。
它们在不同的场景下起到了重要的作用。
本文将从定义、原理、应用以及选型等方面对旁路电容和去耦电容进行详细介绍。
二、旁路电容1. 定义旁路电容,又称旁路电容器,是指将电容器连接在电路中,以提供低阻抗路径来滤除高频噪声的装置。
其作用是将高频信号引到地,使其不进入到灵敏的电路中,从而保证电路的正常工作。
2. 原理旁路电容的原理是利用电容器的阻抗与频率成反比的特性。
在高频信号下,电容器的阻抗较小,相当于一个短路,因此高频信号会优先通过电容器,而不会进入到灵敏的电路中。
而在低频信号下,电容器的阻抗较大,相当于一个开路,所以低频信号可以绕过电容器,进入到灵敏的电路中。
3. 应用旁路电容广泛应用于各种电子设备中,特别是在功放电路、滤波电路和信号处理电路中。
它可以有效地滤除电源中的高频噪声,提高电路的抗干扰能力,保证信号的准确传输。
此外,旁路电容还可以用于电源线路的滤波,降低电源波动对设备的影响。
4. 选型旁路电容的选型需要考虑电容值、耐压、耐温度等因素。
一般来说,电容值越大,对高频信号的旁路作用越好;耐压越高,适用范围越广;耐温度越高,适应环境的能力越强。
因此,在选型时需要根据具体的应用场景来选择合适的旁路电容。
三、去耦电容1. 定义去耦电容,又称绕行电容,是指将电容器连接在电路中,以提供低阻抗路径来平衡电压的装置。
其作用是将电源中的纹波电压补偿掉,保证电路的稳定工作。
2. 原理去耦电容的原理是利用电容器的阻抗与频率成反比的特性。
在电源中存在纹波电压时,电容器的阻抗较小,相当于一个短路,因此纹波电压会优先通过电容器,而不会进入到电路中。
而在直流信号下,电容器的阻抗较大,相当于一个开路,所以直流信号可以绕过电容器,进入到电路中。
3. 应用去耦电容广泛应用于各种电子设备中,特别是在功放电路、放大器电路和稳压电路中。
它可以有效地补偿电源中的纹波电压,提高电路的稳定性,保证信号的可靠传输。
电容在电路中的作用及电容滤波原理————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:电容在电路中的作用及电容滤波原理电容器在电子电路中几乎是不可缺少的储能元件,它具有隔断直流、连通交流、阻止低频的特性。
广泛应用在耦合、隔直、旁路、滤波、调谐、能量转换和自动控制等电路中。
熟悉电容器在不同电路中的名称意义,有助于我们读懂电子电路图。
1、滤波电容:接在直流电源的正、负极之间,以滤除直流电源中不需要的交流成分,使直流电变平滑。
一般采用大容量的电解电容器或钽电容,也可以在电路中同时并接其他类型的小容量电容以滤除高频交流电。
2、去耦电容:幷接在放大电路的电源正、负极之间,防止由于电源内阻形成的正反馈而引起的寄生震荡。
3、耦合电容:接在交流信号处理电路中,用于连接信号源和信号处理电路或者作两放大器的级间连接,用以隔断直流,让交流信号或脉冲信号通过,使前后级放大电路的直流工作点互不影响。
4、旁路电容:接在交、直流信号的电路中,将电容并接在电阻两端或由电路的某点跨接到公共电位上,为交流信号或脉冲信号设置一条通路,避免交流信号成分因通过电阻产生压降衰减。
5、调谐电容:连接在谐振电路的振荡线圈两端,起到选择振荡频率的作用。
6、衬垫电容与谐振电容:主电容串联的辅助性电容,调整它可使振荡信号频率范围变小,幷能显著地提高低频端的振荡频率。
是当地选定衬垫电容的容量,可以将低端频率曲线向上提升,接近于理想频率跟踪曲线。
7、补偿电容:与谐振电路主电容并联的辅助性电容,调整该电容能使振荡信号频率范围扩大。
8、中和电容:并接在三极管放大器的基极与发射极之间,构成负反馈网络,以抑制三极管间电容造成的自激振荡。
9、稳频电容:在振荡电路中起稳定振荡频率的作用。
10、定时电容:在RC时间常数电路中与电阻R串联,共同决定充放电时间长短的电容。
11、加速电容:接在振荡器反馈电路中,使正反馈过程加速,提高振荡信号的幅度。
电容的用途及种类
电容的用途非常多,主要有如下几种:
1.隔直流:作用是阻止直流通过而让交流通过。
2.旁路(去耦):为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。
3.耦合:作为两个电路之间的连接,允许交流信号通过并传输到下一级电路
4.滤波:这个对DIY而言很重要,显卡上的电容基本都是这个作用。
5.温度补偿:针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响,而进行补偿,改善电路的稳定性。
6.计时:电容器与电阻器配合使用,确定电路的时间常数。
7.调谐:对与频率相关的电路进行系统调谐,比如手机、收音机、电视机。
8.整流:在预定的时间开或者关半闭导体开关元件。
9.储能:储存电能,用于必须要的时候释放。
例如相机闪光灯,加热设备。
滤波电容百科名片储能电容的安装数字电路的电源线与回流线(地线)之间总要连接很多的电容器通常称为滤波电容。
目录简介选择作用编辑本段简介一般情况下,电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号,但即使是低频信号,其频率也分为了好几个数量级。
因此为了适合在不同频率下使用,电解电容也分为高频电容和低频电容(这里的高频是相对而言n-35g的主滤波电容)。
低频滤波电容主要用于是电滤波或变压器整流后的滤波,其工作频率与市电一致为50Hz;而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波,其工作频率为几千Hz到几万Hz。
当我们将低频滤波电容用于高频电路时,由于低频滤波电容高频特性不好,它在高频充放电时内阻较大,等效电感较高。
因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。
而较高的温度将使电容内部的电解液气化,电容内压力升高,最终导致电容的鼓包和爆裂。
编辑本段选择滤波电容在开关电源中起著非常重要的作用,如何正确选择滤波电容,尤其是输出滤波电容的选择则是每个工程技术人员十分关心的问题。
50赫兹工频电路中使用的普通电解电容器,其脉动电压频率仅为100赫兹,充放电时间是毫秒数量级。
为获得更小的脉动系数,所需的电容量高达数十万微法,因此普通低频铝电解电容器的目标是以提高电容量为主,电容器的电容量、损耗角正切值以及漏电流是鉴别其优劣的主要参数。
而开关电源中的输出滤波电解电容器,其锯齿波电压频率高达数万赫兹,甚至是数十兆赫兹。
这时电容量并不是其主要指标,衡量高频铝电解电容优劣的标准是“阻抗- 频率”特性。
要求在开关电源的工作频率内要有较低的等效阻抗,同时对于半导体器件工作时产生的高频尖峰信号具有良好的滤波作用。
普通的低频电解电容器在万赫兹左右便开始呈现感性,无法满足开关电源的使用要求。
而开关电源专用的高频铝电解电容器有四个端子,正极铝片的两端分别引出作为电容器的正极,负极铝片的两端也分别引出作为负极。
电流从四端电容的一个正端流入,经过电容内部,再从另一个正端流向负载;从负载返回的电流也从电容的一个负端流入,再从另一个负端流向电源负端。
滤波电容、去耦电容、旁路电容作用电容在减小同步开关噪声起重要作用,而电源完整性设计的重点也在如何合理地选择和放置这些电容上。
各种各样的电容种类繁杂,但无论再怎么分类,其基本原理都是利用电容对交变信号呈低阻状态。
交变电流的频率f越高,电容的阻抗就越低。
旁路电容起的主要作用是给交流信号提供低阻抗的通路;去耦电容的主要功能是提供一个局部的直流电源给有源器件,以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地,加入去耦电容后电压的纹波干扰会明显减小;滤波电容常用于滤波电路中。
对于理想的电容器来说,不考虑寄生电感和电阻的影响,那么在电容设计上就没有任何顾虑,电容的值越大越好。
但实际情况却相差很远,并不是电容越大对高速电路越有利,反而小电容才能被应用于高频。
滤波电容:滤波电容用在电源整流电路中,用来滤除交流成分。
使输出的直流更平滑。
去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方,用来消除自激,使放大器稳定工作。
旁路电容用在有电阻连接时,接在电阻两端使交流信号顺利通过。
1.去耦电容蓄能作用的理解(1)去耦电容主要是去除高频如RF信号的干扰,干扰的进入方式是通过电磁辐射。
而实际上,芯片附近的电容还有蓄能的作用,这是第二位的。
你可以把总电源看作水库,我们大楼内的家家户户都需要供水,这时候,水不是直接来自于水库,那样距离太远了,等水过来,我们已经渴的不行了。
实际水是来自于大楼顶上的水塔,水塔其实是一个buffer 的作用。
如果微观来看,高频器件在工作的时候,其电流是不连续的,而且频率很高,而器件VCC到总电源有一段距离,即便距离不长,在频率很高的情况下,阻抗Z=i*wL+R,线路的电感影响也会非常大,会导致器件在需要电流的时候,不能被及时供给。
而去耦电容可以弥补此不足。
这也是为什么很多电路板在高频器件VCC管脚处放置小电容的原因之一(在Vcc引脚上通常并联一个去耦电容,这样交流分量就从这个电容接地。
(2)有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播。
旁路电容和去耦电容作用和区别1. 引言在电子电路设计和高频电路中,旁路电容和去耦电容扮演着重要的角色。
它们被广泛应用于各种电子设备和电路中,起到稳定电压、抑制噪声和滤波的作用。
本文将介绍旁路电容和去耦电容的作用及其区别。
2. 旁路电容的作用旁路电容的作用是将高频信号从某些部件或节点旁路过去,以确保信号的稳定性和纯净性。
它通常与电源或地连接,将高频信号绕过感性元件,如电感或电源。
旁路电容可以消除感性元件对高频信号的阻抗,从而提高系统的性能。
旁路电容可以起到以下几个方面的作用: - 滤波作用:旁路电容能够对高频信号进行滤波,将噪声和干扰滤除,提高电路的信噪比。
- 提供稳定的电源:旁路电容能够提供电源电压的稳定性,减少电源噪声对电路的影响,保证电路正常工作。
- 改善信号传输:在传输线上,旁路电容可以抑制信号的反射和损耗,提高信号的传输效率和质量。
3. 旁路电容的选择和应用旁路电容的选择应根据具体的应用需求和电路特性进行。
重要的参数包括容值、耐压和温度系数等。
在电源旁路应用中,一般选择电解电容或固态电容,容值较大、耐压较高的电容。
而在高频应用中,通常选择钽电容或多层陶瓷电容,容值较小、频率响应较好的电容。
在实际应用中,旁路电容常被用于电源滤波、放大器的电源旁路、RF射频模块的旁路等场合。
4. 去耦电容的作用去耦电容是将电路中直流(DC)和交流(AC)分离的一种电容器。
它的作用是将直流信号绕开交流信号,保证电路中直流电压的稳定性,提供纯净的直流电源。
去耦电容通常被放置在集成电路(IC)的电源引脚处,将IC芯片的供电电压稳定到指定值,同时滤除电源中的噪声和纹波。
5. 去耦电容的选择和应用去耦电容的选择应根据芯片的需求和电源情况进行。
通常,去耦电容的容值要求较大,能够滤除更多的噪声和纹波。
常见的电容材料包括电解电容、陶瓷电容和铝电解电容等。
在高速数字电路中,去耦电容的选择要考虑芯片的工作频率和功耗等因素。
较高频率的应用需要选择具有较低等效串联电感和更低ESR(等效系列电阻)的陶瓷电容。
深度分析电容器的四大特性
电容的作用:
1)旁路
旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件,它能使稳压器的输出均匀化,降低负载需求。
就像小型可充电电池一样,旁路电容能够被充电,并向器件进行放电。
为尽量减少阻抗,旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。
这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。
地弹是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。
2)去藕
去藕,又称解藕。
从电路来说,总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。
如果负载电容比较大,驱动电路要把电容充电、放电,才能完成信号的跳变,在上升沿比较陡峭的时候,电流比较大,这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,由于电路中的电感,电阻(特别是芯片管脚上的电感,
会产生反弹),这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声,会影响前级的正常工作,这就是所谓的“耦合”。
去藕电容就是起到一个“电池”的。
电容在电路中的作用及电容滤波原理电容在电路中的作用及电容滤波原理电容器在电子电路中几乎是不可缺少的储能元件,它具有隔断直流、连通交流、阻挠低频的特性。
广泛应用在耦合、隔直、旁路、滤波、调谐、能量转换和自动控制等电路中。
熟悉电容器在不同电路中的名称意义,有助于我们读懂电子电路图。
1、滤波电容:接在直流电源的正、负极之间,以滤除直流电源中不需要的交流成份,使直流电变平滑。
普通采用大容量的电解电容器或者钽电容,也可以在电路中同时并接其他类型的小容量电容以滤除高频交流电。
2、去耦电容:战釉诜糯蟮缏返牡缭凑、负极之间,防止由于电源内阻形成的正反馈而引起的寄生震荡。
3、耦合电容:接在交流信号处理电路中,用于连接信号源和信号处理电路或者作两放大器的级间连接,用以隔断直流,让交流信号或者脉冲信号通过,使先后级放大电路的直流工作点互不影响。
4、旁路电容:接在交、直流信号的电路中,将电容并接在电阻两端或者由电路的某点跨接到公共电位上,为交流信号或者脉冲信号设置一条通路,避免交流信号成份因通过电阻产生压降衰减。
5、调谐电容:连接在谐振电路的振荡线圈两端,起到选择振荡频率的作用。
6、衬垫电容与谐振电容:主电容串联的辅助性电容,调整它可使振荡信号频率范围变小,漳芟灾地提高低频端的振荡频率。
是当地选定衬垫电容的容量,可以将低端频率曲线向上提升,接近于理想频率跟踪曲线。
7、补偿电容:与谐振电路主电容并联的辅助性电容,调整该电容能使振荡信号频率范围扩大。
8、中和电容:并接在三极管放大器的基极与发射极之间,构成负反馈网络,以抑制三极管间电容造成的自激振荡。
9、稳频电容:在振荡电路中起稳定振荡频率的作用。
10、定时电容:在RC时间常数电路中与电阻R串联,共同决定充放电时间长短的电容。
11、加速电容:接在振荡器反馈电路中,使正反馈过程加速,提高振荡信号的幅度。
12、缩短电容:在UHF高频头电路中,为了缩短振荡电感器长度而串接的电容。
作为无源元件之一的电容,其作用不外乎以下几种:1、应用于电源电路,实现旁路、去藕、滤波和储能的作用,下面分类详述之:1)旁路旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件,它能使稳压器的输出均匀化,降低负载需求。
就像小型可充电电池一样,旁路电容能够被充电,并向器件进行放电。
为尽量减少阻抗,旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚。
这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。
地弹是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。
2)去藕去藕,又称解藕。
从电路来说,总是可以区分为驱动的源和被驱动的负载。
如果负载电容比较大,驱动电路要把电容充电、放电,才能完成信号的跳变,在上升沿比较陡峭的时候,电流比较大,这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,由于电路中的电感,电阻(特别是芯片管脚上的电感,会产生反弹),这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声,会影响前级的正常工作。
这就是耦合。
去藕电容就是起到一个电池的作用,满足驱动电路电流的变化,避免相互间的耦合干扰。
将旁路电容和去藕电容结合起来将更容易理解。
旁路电容实际也是去藕合的,只是旁路电容一般是指高频旁路,也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。
高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般是0.1u,0.01u等,而去耦合电容一般比较大,是10uF或者更大,依据电路中分布参数,以及驱动电流的变化大小来确定。
旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象,而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象,防止干扰信号返回电源。
这应该是他们的本质区别。
3)滤波从理论上(即假设电容为纯电容)说,电容越大,阻抗越小,通过的频率也越高。
但实际上超过1uF的电容大多为电解电容,有很大的电感成份,所以频率高后反而阻抗会增大。
有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容,这时大电容通低频,小电容通高频。
电容的作用就是通高阻低,通高频阻低频。
电容越大低频越容易通过,电容越大高频越容易通过。
旁路电容与去耦电容的区别在电路设计和电子设备中,旁路电容和去耦电容是常见的元件。
它们在电源管理和信号处理中起着至关重要的作用。
尽管这两者都是电容,但它们的使用方式和功能略有不同。
本文将介绍旁路电容和去耦电容之间的区别。
1. 旁路电容(Bypass Capacitor)旁路电容,也称为绕线电容或旁路电容,是在电路中并联连接的电容器。
它的主要作用是提供对高频噪音的有效滤波。
当信号经过旁路电容时,高频噪音被短接到地,从而阻止其进入信号线路。
旁路电容可以在通信设备、电源管理、模拟电路和数字电路中找到。
旁路电容的特点如下:•高频滤波:旁路电容可以过滤掉电路中的高频噪音,确保信号质量的稳定性。
•低阻抗:旁路电容在高频范围内具有较低的阻抗,可以提供一个低阻抗路径,使高频信号能够流经电容而不影响其他部分的电路。
•容量选择:旁路电容的容值通常根据需要选择,典型值范围从几个皮法到几微法。
2. 去耦电容(Decoupling Capacitor)去耦电容是一种用于消除电源噪声的电容器。
它的目的是提供短期电源电流需求,以保持电源电压的稳定性。
在集成电路和电子器件之间添加去耦电容可以有效地减少电源噪声对器件性能的影响。
去耦电容的特点如下:•稳定电源:去耦电容通过吸收和释放能量来保持电源电压的稳定性,以满足瞬时电流需求,同时减少电源噪声的影响。
•低频滤波:去耦电容常常用于消除电源线上的低频噪音,保持电源供应的平稳。
•容量选择:去耦电容的容值通常选择根据电路和器件的需求,可以是几微法到几毫法的范围。
3. 区别对比尽管旁路电容和去耦电容在某些方面有相似之处,但它们的主要功能和使用方式有所不同。
下表总结了旁路电容和去耦电容之间的主要区别。
区别旁路电容去耦电容主要功能高频噪音滤波电源电压稳定性滤波范围高频范围低频范围电阻低阻抗低阻抗容值范围几个皮法到几微法几微法到几毫法安装位置信号线旁电源线旁应用领域通信设备、电源管理、模拟电路和数字电路等集成电路和电子器件等虽然旁路电容和去耦电容的功能有所不同,但在某些情况下它们可以同时使用。
电容作用:储能、滤波、旁路、耦合、降压、谐振定时电路中与电阻并联放电,调整电容容量和电阻阻值即可改变放电时间常数电源滤波并联电源两端;旁路则要与负载并联将负载两端的交流或高频短路;耦合与负载串联阻断直流或低频信号;降压与负载串联,利用自身容抗产生压降进行分压降压;谐振要与电阻或电感并联,利用自身储能进行充放电谐振一、电解电容在电路中的作用1,滤波作用,在电源电路中,整流电路将交流变成脉动的直流,而在整流电路之后接入一个较大容量的电解电容,利用其充放电特性,使整流后的脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电压。
在实际中,为了防止电路各部分供电电压因负载变化而产生变化,所以在电源的输出端及负载的电源输入端一般接有数十至数百微法的电解电容.由于大容量的电解电容一般具有一定的电感,对高频及脉冲干扰信号不能有效地滤除,故在其两端并联了一只容量为0.001--0.lpF的电容,以滤除高频及脉冲干扰.2,耦合作用:在低频信号的传递与放大过程中,为防止前后两级电路的静态工作点相互影响,常采用电容藕合.为了防止信号中韵低频分量损失过大,一般总采用容量较大的电解电容。
二、电解电容的判断方法电解电容常见的故障有,容量减少,容量消失、击穿短路及漏电,其中容量变化是因电解电容在使用或放置过程中其内部的电解液逐渐干涸引起,而击穿与漏电一般为所加的电压过高或本身质量不佳引起。
判断电源电容的好坏一般采用万用表的电阻档进行测量.具体方法为:将电容两管脚短路进行放电,用万用表的黑表笔接电解电容的正极。
红表笔接负极(对指针式万用表,用数字式万用表测量时表笔互调),正常时表针应先向电阻小的方向摆动,然后逐渐返回直至无穷大处。
表针的摆动幅度越大或返回的速度越慢,说明电容的容量越大,反之则说明电容的容量越小.如表针指在中间某处不再变化,说明此电容漏电,如电阻指示值很小或为零,则表明此电容已击穿短路.因万用表使用的电池电压一般很低,所以在测量低耐压的电容时比较准确,而当电容的耐压较高时,打时尽管测量正常,但加上高压时则有可能发生漏电或击穿现象.三、电解电容的使用注意事项1、电解电容由于有正负极性,因此在电路中使用时不能颠倒联接。
电容是电路设计中最为普通常用的器件,是无源元件之一,有源器件简单地说就是需能(电)源的器件叫有源器件, 无需能(电)源的器件就是无源器件。
电容也常常在高速电路中扮演重要角色。
电容的作用和用途,一般都有好多种。
如:在旁路、去耦、滤波、储能方面的作用;在完成振荡、同步以及时间常数的作用……下面来详细分析一下:1、隔直流:作用是阻止直流通过而让交流通过。
2、旁路(去耦):为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。
旁路电容:旁路电容,又称为退耦电容,是为某个器件提供能量的储能器件,它利用了电容的频率阻抗特性(理想电容的频率特性随频率的升高,阻抗降低),就像一个水塘,它能使输出电压输出均匀,降低负载电压波动。
旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚,这是阻抗要求,在画PCB时候特别要注意,只有靠近某个元器件时候才能抑制电压或其他输信号因过大而导致的地电位抬高和噪声,说白了就是把直流电源中的交流分量,通过电容耦合到电源地中,起到了净化直流电源的作用。
如图C1为旁路电容,画图时候要尽量靠近IC1图C1去耦电容:去耦电容,是把输出信号的干扰作为滤除对象,去耦电容相当于电池,利用其充放电,使得放大后的信号不会因电流的突变而受干扰。
它的容量根据信号的频率、抑制波纹程度而定,去耦电容就是起到一个“电池”的作用,满足驱动电路电流的变化,避免相互间的耦合干扰。
旁路电容实际也是去耦合的,只是旁路电容一般是指高频旁路,也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。
高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般取 0.1F、0.01F 等;而去耦合电容的容量一般较大,可能是 10F 或者更大,依据电路中分布参数、以及驱动电流的变化大小来确定。
如图C3为去耦电容图C3它们的区别:旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象,而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象,防止干扰信号返回电源。
所以,电感的阻抗于两个因素有关:一是频率;二是电感的固的固有属性,也就电感的值,也称为电感。
旁路电容去耦电容滤波电容以旁路电容去耦电容滤波电容为标题,本文将详细介绍旁路电容的作用、去耦电容的作用以及滤波电容的作用。
1. 旁路电容的作用旁路电容是指将电容器直接连接在电源或信号源的输出端与地之间,起到滤波作用。
旁路电容能够提供低阻抗路径,将高频噪声引流到地,从而降低电路的噪声水平。
旁路电容可以有效地抑制电源或信号源的高频噪声干扰,使电路工作更加稳定可靠。
2. 去耦电容的作用去耦电容是指在电路中使用电容器将直流信号与交流信号分离,起到去除直流偏置的作用。
去耦电容常常与旁路电容结合使用,可以使电路在提供稳定直流电源的同时,有效滤除交流噪声。
去耦电容能够提供低阻抗通路,将交流信号引流到地,使电路信号更加纯净,提高整体性能。
3. 滤波电容的作用滤波电容是指在电路中使用电容器对信号进行滤波处理。
滤波电容能够通过对不同频率的信号进行阻抗匹配,将所需的信号通过,而将不需要的信号滤除。
滤波电容可用于直流滤波、低频滤波和高频滤波等应用场景。
它能够提供低阻抗通路,将所需频率范围的信号传递,从而实现对特定频率信号的选择性放大或抑制。
旁路电容、去耦电容和滤波电容在电路设计中起到了重要的作用,能够提高电路的性能和稳定性。
它们的作用虽然有些相似,但在电路中的具体应用和作用机理有所不同。
为了更好地理解它们的作用,我们来看一个具体的应用场景:音频放大器。
在音频放大器电路中,旁路电容用于去除电源中的高频噪声,以提供稳定的供电;去耦电容则用于隔离直流信号和交流信号,确保音频信号的纯净度;滤波电容则用于对音频信号进行滤波处理,以消除杂散频率成分,提高音质。
在这个例子中,旁路电容通过提供低阻抗路径,将电源中的高频噪声引流到地,保证了供电的稳定性,避免了噪声对音频信号的干扰。
去耦电容则起到了隔离直流信号和交流信号的作用,确保音频信号的纯净度,避免了直流偏置对音频信号的影响。
而滤波电容则通过对音频信号进行滤波处理,消除杂散频率成分,提高音质。
信号电路与电源电路中去耦电容、旁路电容、滤波电容
的作用
大家都知道在AC---DC中需要整流、滤波,这里就必须用到电容器件,对于电容的选取有一个原则是:一个充电放电周期内,电容两端电压波动应该
小于允许的纹波峰峰值。
如果纹波要求很高,计算出来的电容量会很大,此时
宜采用电容输入的两节滤波,可以大为减少电容量。
应用于电源电路,实现旁路电容(bypass电容)、去藕电容、滤波电容
和储能方面电容的作用,下面分类详述之:
1)滤波电容
滤波是电容的作用中很重要的一部分。
几乎所有的电源电路中都会用到。
从理论上(即假设电容为纯电容)说,电容越大,阻抗越小,通过的频率也越高。
但实际上超过1uF的电容大多为电解电容,有很大的电感成份,所以频率高后反而阻抗会增大。
有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容,这时大电容通低频,小电容通高频。
电容的作用就是通高阻低,通高频阻
低频。
电容越大低频越容易通过,电容越大高频越容易通过。
具体用在滤波中,大电容(1000uF)滤低频,小电容(20pF)滤高频。
曾有网友将滤波电容比作水塘。
由于电容的两端电压不会突变,由此可知,信号频率越高则衰减越大,可很形象的说电容像个水塘,不会因几滴水的
加入或蒸发而引起水量的变化。
它把电压的变动转化为电流的变化,频率越高,峰值电流就越大,从而缓冲了电压。
滤波就是充电,放电的过程。
2)旁路电容(bypass电容)
旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件,它能使稳压器的输出均匀化,降低负载需求。
就像小型可充电电池一样,旁路电容能够被充电,并向器。
电容主要有以下四种作用,分别是储能、滤波、旁路、去耦:
1.储能:类似屋顶水箱,当我们在用水高峰,自来水管供水不足的时候,水箱此时就发挥重要作用,满足我们用水要求。
同理,当后级负载需要较大电流时,电容本来是储能介质,此时也充当电源角色为负载提供电流;
2.滤波:个人认为这所指的滤波:滤除电源输出电压的纹波。
利用电容储能作用,原理是:整流电压高于电容电压时电容充电,当整流电压低于电容电压时电容放电;在充放电的过程中,使输出电压基本稳定。
常用的场景有AC/DC整流后级、DC/DC SW引脚都会并联多个大电容。
3.旁路:以IC为研究对象的话,旁路就是将前级电源携带的高频噪声滤除。
由于DC/DC通过控制MOS管通断来达到稳定电压效果,因此输出电源会携带较大的开关噪声。
因为旁路电容滤除的是高频噪声,所以电容的容值会比较小,一般是10nF、100nF等。
4.去耦:当数字电路的状态发生改变时,会在电源线上产生一个尖峰电流,形成瞬变的噪声电压,会影响前级的正常工作,这就是耦合。
去藕电容就是起到一个电池的作用,满足驱动电路电流的变化,避免相互间的耦合干扰。
所以,cpu 的每个电源引脚处都并联个电容。
一般单独引脚取100nF,IC的某块供电就取10uF,取值要相差两个数量级(100倍);
总结:个人认为,旁路、去耦都是一回事,只是滤除对象不同,都是利用电容“通交隔直”的特性,为噪声提供低阻抗泄放回路,减少噪声对直流信号的干扰。
滤波电容、去耦电容、旁路电容作用
滤波电容用在电源整流电路中,用来滤除交流成分。
使输出的直流更平滑。
去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方,用来消除自激,使放大器稳定工作。
旁路电容用在有电阻连接时,接在电阻两端使交流信号顺利通过。
1.关于去耦电容蓄能作用的理解
1)去耦电容主要是去除高频如RF信号的干扰,干扰的进入方式是通过电磁辐射。
而实际上,芯片附近的电容还有蓄能的作用,这是第二位的。
你可以把总电源看作密云水库,我们大楼内的家家户户都需要供水,
这时候,水不是直接来自于水库,那样距离太远了,
等水过来,我们已经渴的不行了。
实际水是来自于大楼顶上的水塔,水塔其实是一个buffer的作用。
如果微观来看,高频器件在工作的时候,其电流是不连续的,而且频率很高,而器件VCC到总电源有一段距离,即便距离不长,在频率很高的情况下,阻抗Z=i*wL+R,线路的电感影响也会非常大,
会导致器件在需要电流的时候,不能被及时供给。
而去耦电容可以弥补此不足。
这也是为什么很多电路板在高频器件VCC管脚处放置小电容的原因之一(在vcc引脚上通常并联一个去藕电容,这样交流分量就从这个电容接地。
)2)有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播。
去耦电容的主要功能就是提供
一个局部的直流电源给有源器件,以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地
2.旁路电容和去耦电容的区别
去耦:去除在器件切换时从高频器件进入到配电网络中的RF能量。
去耦电容还可以为器件供局部化的DC电压源,它在减少跨板浪涌电流方面特别有用。
旁路:从元件或电缆中转移出不想要的共模RF能量。
这主要是通过产生AC旁路消除无意的能量进入敏感的部分,另外还可以提供基带滤波功能(带宽受限)。
我们经常可以看到,在电源和地之间连接着去耦电容,它有三个方面的作用:一是作为本集成电路的蓄能电容;二是滤除该器件产生的高频噪声,切断其通过供电回路进行传播的通路;三是防止电源携带的噪声对电路构成干扰。
在电子电路中,去耦电容和旁路电容都是起到抗干扰的作用,电容所处的位置不同,称呼就不一样了。
对于同一个电路来说,旁路(bypass)电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象,把前级携带的高频杂波滤除,而去耦
(decoupling)电容也称退耦电容,是把输出信号的干扰作为滤除对象。
∙高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般是0.1u,0.01u等,而去耦合电容一般比较大,是10u或者更大,依据电路中分布参数,以及驱动电流的变化大小来确定。
数字电路中典型的去耦电容值是0.1μF。
这个电容的分布电感的典型值是5μH。
0.1μF的去耦电容有5μH的分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,
也就是说,对于10MHz以下的噪声有较好的去耦效果,对40MHz以上的噪声几乎不起作用。
1μF、10μF的电容,并行共振频率在20MHz以上,去除高频噪声的效果要好一些。
每10片左右集成电路要加一片充放电电容,或1个蓄能电容,可选10μF左右。
最好不用电解电容,电解电容是两层薄膜卷起来的,这种卷起来的结构在高频时表现为电感。
要使用钽电容或聚碳酸酯电容。
去耦电容的选用并不严格,可按C="1"/F,即10MHz取0.1μF,100MHz取0.01μF。
∙1,一般在低频耦合或旁路,电气特性要求较低时,可选用纸介、涤纶电容器;在高频高压电路中,应选用云母电容器或瓷介电容器;在电源滤波和退耦电路中,可选用电解电容器。
2,在振荡电路、延时电路、音调电路中,电容器容量应尽可能与计算值一致。
在各种滤波及网(选频网络),电容器容量要求精确;在退耦电路、低频耦合电路中,对同两级精度的要求不太严格。
3,电容器额定电压应高于实际工作电压,并要有足够的余地,一般选用耐压值为实际工作电压两倍以上的电容器。
4,优先选用绝缘电阻高,损耗小的电容器,还要注意使用环境。
在一个大的电容上还并联一个小电容的原因
发表于 2006-11-20 12:19:03
大电容由于容量大,所以体积一般也比较大,且通常使用多层卷绕的方式制作,这就导致了大电容的分布电感比较大(也叫等效串联电感,英文简称ESL)。
大家知道,电感对高频信号的阻抗是很大的,所以,大电容的高频性能不好。
而一
些小容量电容则刚刚相反,由于容量小,因此体积可以做得很小(缩短了引线,就减小了ESL,因为一段导线也可以看成是一个电感的),而且常使用平板电容的结构,这样小容量电容就有很小ESL这样它就具有了很好的高频性能,但由于容量小的缘故,对低频信号的阻抗大。
所以,如果我们为了让低频、高频信号都可以很好的通过,就采用一个大电容再并上一个小电容的方式。
常使用的小电容为 0.1uF的瓷片电容,当频率更高时,还可并联更小的电容,例如几pF,几百pF的。
而在数字电路中,一般要给每个芯片的电源引脚上并联一个0.1uF的电容到地(这个电容叫做退耦电容,当然也可以理解为电源滤波电容,越靠近芯片越好),因为在这些地方的信号主要是高频信号,使用较小的电容滤波就可以了
退耦电容和旁路电容
1. 耦合,有联系的意思。
2. 耦合元件,尤其是指使输入输出产生联系的元件。
3. 去耦合元件,指消除信号联系的元件。
4. 去耦合电容简称去耦电容。
5. 例如,晶体管放大器发射极有一个自给偏压电阻,它同时又使信号产生压降反馈到输入端形成了输入输出信号耦合,这个电阻就是产生了耦合的元件,如果在这个电阻两端并联一个电容,由于适当容量的电容器对交流信号较小的阻抗(这需要计算)这样就减小了电阻产生的耦合效应,故称此电容为去耦电容。
旁路电容不是理论概念,而是一个经常使用的实用方法,在50 -- 60年代,这个词也就有它特有的含义,现在已不多用。
电子管或者晶体管是需要偏置的,就是决定工作点的直流供电条件。
例如电子管的栅极相对于阴极往往要求加有负压,为了在一个直流电源下工作,就在阴极对地串接一个电阻,利用板流形成阴极的对地正电位,而栅极直流接地,这种偏置技术叫做“自偏”,但是对(交流)信号而言,这同时又是一个负反馈,为了消除这个影响,就在这个电阻上并联一个足够大的点容,这就叫旁路电容。
后来也有的资料把它引申使用于类似情况。
电容分基本上可为两大类:耦合电容,储能电容。
去耦电容在集成电路电源和地之间的有两个作用:
一方面是本集成电路的蓄能电容;
另一方面旁路掉该器件的高频噪声。
数字电路中典型的去耦电容值是0.1μF。
这个电容的分布电感的典型值是5μH。
0.1μF的去耦电容有5μH的分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,也
就是说,对于10MHz以下的噪声有较好的去耦效果,对40MHz以上的噪声几乎不起作用。
1μF、10μF的电容,并行共振频率在20MHz以上,去除高频噪声的效果要好一些。
每10片左右集成电路要加一片充放电电容,或1个蓄能电容,可选10μF左右。
最好不用电解电容,电解电容是两层薄膜卷起来的,这种卷起来的结构在高频时表现为电感。
要使用钽电容或聚碳酸酯电容。
去耦电容的选用并不严格,可按C=1/F,即10MHz取0.1μF,100MHz取0.01μF。
从去耦(也叫退耦)和旁路的结果上区分为
去耦:
电路系统中变化的电流对系统供电电源里的电源内阻起作用,从而导致电源向电路输出实际电压产生抖动。
如果从电源引出一个较小的电阻,该电阻串联一个电容到地,该阻容节点就可以为需要退耦的电子元器件供电了。
虽然该阻容节点上的电位有所下降,但在该节点上的电压却会趋于稳定。
这是RC积分网络的典型应用实例。
该电容就是退耦电容。
有时我们从电路上看不到这个从电源引出的小电阻,那是因为有电路板铜箔在当作小电阻使用。
因为除了到绝对0温度时,世界上不存在真正0欧姆的电阻。
这就是去耦。
由此可见,去耦是为了尽可能的获得稳定的供电电压的。
主要是针对电源内阻而设置的,如果电源内阻为0,并且电路板铜箔电阻为0,那就真的不需要设置退耦回路了。
旁路:
一个待处理的信号往往因其他各种因素(典型的如干扰)或多或少会夹杂有无用的成分,如果我们在该信号上并联一个适当的电容器到地,那么就能压缩比该有用信号的频率高的信号,而对该有用信号不压缩或压缩的少些。
这样,有用的信号顺利通过,而无用的高频信号却被“旁路”到地了。
这就是旁路名称的由来。
那么比该有用信号的频率低的信号难道就不需要旁路(压缩)了吗?是这样的。
1.可用串联电容将有用信号耦合到后级,较低频率的信号不容易通过该串联电容,到后级时再旁路。
2.较低频率的信号不容易干扰较高频率有用的信号(需要电容旁路的无用
信号频率更高)。
我们只是听说过调制信号可调制载波信号,而不是载波信号去调制调制信号。
由此可见,旁路是针对待处理的信号的(去耦是针对供电电源的)。
旁路主要是为了减少电源上的噪声对器件本身的干扰,退耦是为了减少器件产生的噪声对电源的干扰。
当芯片内部进行开关动作或输出发生变化时,需要瞬时从电源线上抽取较大电流,该瞬时的大电流可能导致电源线上电压的降低,从而引起自身对其他器件的干扰,为了减少这种干扰,需要在芯片附近设置一个储电的小水池,以提供这种瞬时的大电流能力。