去耦电容的接法
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去耦原理以及具体如何防止电容的准则 对于已经知道了电容的具体特性和适用范围,以及去耦原理,那么就知道了去耦的具体方法了吗?不是的,下面我们将讲解一下,具体安装到电路板上之后的去耦原理以及具体如何防止电容的准则!实际贴片上的电容的特性上一节我们已经讲到电容的具体特性,但是等我们装配到电路板上之后电容的特性会保持和他之前的具体参数一致吗?答案是否定的!当电容具体安装到电路板上之后,还会引出额外的寄生参数,从而引起具体的谐振频率的偏移。
充分理解电容的自谐振频率与安装谐振频率非常重要。
在计算具体参数时,我们需要参考的数据时电容的安装自谐振频率。
电容在电路板上的安装通常包含一段从焊盘引脚拉出的一段引出线,两个或者更多的过孔,这些过孔,引出线会对电容残生哪些具体的影响呢?假如,电容要对距离它2CM处的一个地方去耦,这是需要考虑几个部分呢?1、受限电容自身存在的寄生电感,寄生电阻。
2、从电容达到需要去耦区域的路径上的焊盘、引出线、过孔。
3、从去耦区域到达电容地回路上的2CM长的电源及地平面。
这其中,过孔的寄生电感影响 ,其中过孔的半径越大,影响越小。
如何计算呢?以电路板厚1.6mm越63mil,过孔直径8mil的过孔的寄生电感来计算一下!“过孔计算公式”过孔计算公式“过孔具体计算的步骤”过孔具体计算的步骤这一寄生电感比自身的寄生电感还要大!这边涉及到安装后的电容自谐振频率!以0805封装的0.01uF的电容为例,计算其前后安装后的自谐振频率。
电容安装前的寄生电感为0.6nH则:“电容的自谐振频率计算”电容的自谐振频率计算“安装后的自谐振频率计算”安装后的自谐振频率计算可见,安装后的电容的高频去偶特性被大大削弱。
注意:在电容的每一端都并联几个过孔将大大减小这一寄生参数。
局部去耦的具体方法下面我们从一个典型的逻辑门入手!“非门内部逻辑”非门内部逻辑实际应用中常常是各种门之间的级联,如下图。
为保证逻辑门之间的正确操作,那么我们希望,逻辑电平必须在一定的范围内工作。
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。
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。
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。
从电路来说,总是存在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。
去耦和旁路都可以看作滤波。
去耦电容相当于电池,避免由于电流的突变而使电压下降,相当于滤纹波。
具体容值可以根据电流的大小、期望的纹波大小、作用时间的大小来计算。
去耦电容一般都很大,对更高频率的噪声,基本无效。
旁路电容就是针对高频来的,也就是利用了电容的频率阻抗特性。
电容一般都可以看成一个RLC串联模型。
在某个频率,会发生谐振,此时电容的阻抗就等于其ESR。
如果看电容的频率阻抗曲线图,就会发现一般都是一个V形的曲线。
具体曲线与电容的介质有关,所以选择旁路电容还要考虑电容的介质,一个比较保险的方法就是多并几个电容。
(1)去耦电容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。
1)去藕(电源端)去耦电容一般是接在正负电源之间,滤波作用.(也是一个牛人)说过在对电源布线的时候,优先让电源导线经过去耦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(c对高频阻力小,将之泻至GND)。
1.数字电路中,当电路从一个状态转换为另一种状态时,就会在电源线上产生一个很大的尖峰电流,形成瞬变的噪声电压。
,会影响前级的正常工作。
这就是耦合。
对于噪声能力弱、关断时电流变化大的器件和ROM、RAM等存储型器件,应在芯片的电源线(Vcc)和地线(GND)间直接接入去耦电容。
2.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。
,在频率很高的情况下,阻抗Z=i*wL+R,线路的电感阻碍电流的作用非常大,会导致器件在需要电流的时候,不能被及时供给,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。
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。
耦合电感的去耦等效方法.doc一、引言耦合电感是指两个或多个线圈之间通过磁场相互耦合的电感元件。
在电子和电力系统中,耦合电感经常被用于实现信号传输、能量转换和控制等功能。
然而,耦合电感也会引入一些问题,如相互干扰和噪声等,因此需要进行去耦处理。
去耦是通过增加额外的元件或改变电路布局来减小耦合电感的影响,提高电路的稳定性和性能。
二、耦合电感的去耦等效方法1.增加去耦电容增加去耦电容是一种常用的耦合电感去耦方法。
在耦合电感的外围增加适当的去耦电容可以减小两个线圈之间的耦合强度,从而降低相互干扰和噪声的影响。
这种方法的优点是简单易行,适用于大多数应用场景。
然而,去耦电容的选择和放置需要考虑系统的具体情况和要求,否则可能达不到预期的效果。
2.优化电路布局优化电路布局是一种从电路设计角度出发的耦合电感去耦方法。
通过合理安排电路元件的位置和走线,可以减小耦合电感的耦合强度。
具体来说,可以将敏感元件或噪声源放置在远离耦合电感的地方,或者通过调整走线的方向和距离来减小耦合强度。
这种方法需要对电路设计和电磁场有一定的理解和经验,但可以实现更好的去耦效果。
3.使用磁屏蔽技术磁屏蔽技术是一种通过使用高磁导率材料来减小磁场传播的耦合电感去耦方法。
在耦合电感的外围增加一层磁屏蔽材料可以有效地减小两个线圈之间的耦合强度,从而降低相互干扰和噪声的影响。
这种方法的优点是去耦效果较好,适用于对电磁干扰较为敏感的场合。
然而,磁屏蔽技术的实现需要使用高磁导率材料,成本较高,且可能带来其他问题如重量和体积的增加等。
4.采用差分平衡电路差分平衡电路是一种通过增加额外的元件或改变电路结构来达到去耦目的的方法。
差分平衡电路通常由两个完全相同的电路组成,其中一个受到干扰而产生噪声,另一个则作为参考。
通过比较两个电路的输出信号,可以消除噪声的影响。
这种方法的优点是去耦效果较好,适用于对噪声较为敏感的场合。
然而,差分平衡电路的实现需要增加额外的元件和电路结构,增加了系统的复杂性和成本。
去耦电容运放
去耦电容是指在信号输入端和电源之间串联一个电容,用来消除电源噪声对信号的干扰。
它的作用是通过将电源噪声短路到地,使其不会传输到信号路径上。
常见的去耦电容值一般在几十微法到几百微法之间。
运放(Operational Amplifier,简称Op-Amp)是一种高增益、差分输入、单端输出的电子放大器。
它具有很高的输入电阻、低输出电阻和大增益,可以实现各种电路功能,如放大、滤波、求和等。
运放通常具有两个输入端(正输入和负输入)和一个输出端,可以通过外部电阻和电容来调整其放大倍数、频率响应等参数。
运放广泛应用于各种电子设备和电路中,如音频放大器、滤波器、比较器等。
去耦电容的esl
ESL(Equivalent Series Inductance)是指电容器内部的等效串
联电感,它会影响电容器在高频环境下的性能。
为了减小电容器的ESL,可以采取以下几种方法:
1. 使用低ESL的电容器:选择具有低ESL值的电容器,这些
电容器通常会在规格书中标明。
例如,钽电容器和多层陶瓷电容器通常具有较低的ESL。
2. 平行连接电容器:将多个电容器并联连接,以降低总ESL。
并联连接不同种类的电容器,如钽电容器与多层陶瓷电容器,可以在一定程度上抵消它们各自的ESL。
3. 降低电容器的引线长度:电容器引线的长度越短,ESL就越低。
因此,在设计电路板或布局时,可以尽量缩短电容器引线的长度。
4. 使用高频贴片电容器:贴片电容器通常具有较低的ESL。
选择具有小尺寸和高频率特性的贴片电容器,可以降低ESL。
总体而言,减小耦合电容的ESL可以通过选择低ESL电容器、并联连接电容器、缩短引线长度和使用高频贴片电容器等方法来实现。
去耦等效电路
去耦等效电路是一种常见的电路设计技术,用于消除电源线上的噪声和波动,从而提高电路的稳定性和可靠性。
在本文中,我们将介绍去耦等效电路的原理、实现方法和应用场景。
去耦等效电路的原理是利用电容器的滤波作用,将电源线上的高频噪声和波动滤掉,从而保证电路的稳定性和可靠性。
具体而言,去耦电容器被串联在电源线和地线之间,形成一个低通滤波器,可以将高频信号通过电容器的阻挡而滤除,从而消除电源线上的噪声和波动。
实现去耦等效电路的方法有很多种,其中最常见的是在电路板上添加去耦电容器。
具体而言,去耦电容器应该尽可能地靠近电源引脚和地引脚,以最大程度地减小电源线的电阻和电感,从而提高去耦效果。
此外,还可以采用多级去耦电容器的组合方式,进一步提高去耦效果。
去耦等效电路在各种电子产品中都有广泛的应用,尤其是在高频电路、模拟电路和数字电路中。
例如,在放大器电路中,去耦等效电路可以消除电源线上的杂音和干扰,从而提高放大器的信噪比和音质;在数字电路中,去耦等效电路可以消除电源线上的纹波和噪声,从而提高数字信号的稳定性和可靠性。
去耦等效电路是一种非常重要的电路设计技术,可以提高电路的稳
定性和可靠性,从而保证电子产品的正常运行。
在实际应用中,我们应该根据电路的特点和要求,选择合适的去耦电容器和去耦电路设计方案,以最大程度地提高去耦效果。
数字电路中典型的去耦电容为0.1uf的去耦电容有5nH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作用,对40MHz以上的噪声几乎不起作用。
1uf,10uf电容,并行共振频率在20MHz以上,去除高频率噪声
的效果要好一些。在电源进入印刷板的地方和一个1uf或10uf的去
高频电容往往是有利的,即使是用电池供电的系统也需要这种电容。
每10片左右的集成电路要加一片充放电电容,或称为蓄放电容,电
容大小可选10uf。最好不用电解电容,电解电容是两层溥膜卷起来
的,这种卷起来的结构在高频时表现为电感,最好使用胆电容或聚碳
酸酝电容。
去耦电容值的选取并不严格,可按C=1/f计算;即10MHz取0.1uf,
对微控制器构成的系统,取0.1~0.01uf之间都可以。