【电容】关于旁路电容的深度对话
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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。
旁路电容去耦电容旁路电容、去耦电容是电子电路中常见的元件,它们在保证电路稳定性和提高信号质量方面起到了重要作用。
本文将详细介绍旁路电容和去耦电容的定义、作用、选择和使用注意事项。
一、旁路电容旁路电容(Bypass Capacitor)是指将电容器连接在某个电路或器件的两个节点上,起到稳定电压和滤波的作用。
旁路电容通常被连接在电源和地之间,用于阻止高频噪声通过电源线进入电路,保持电路的稳定工作。
旁路电容的容值一般较大,通常在几十微法到几百微法之间。
旁路电容的作用主要有两个方面:一是通过对高频信号的短路作用,将高频噪声引流至地,使电路的工作频率范围更加纯净;二是通过对低频信号的开路作用,使电源电压更加稳定,提供一个低阻抗的电源供电路径,减小电源线的电压波动。
在选择旁路电容时,需要根据电路的工作频率范围和所需的电容值来确定。
一般来说,电容值越大,旁路效果越好;而工作频率越高,电容值则需要相应减小。
此外,还应选择具有良好高频特性和低ESR(Equivalent Series Resistance)的电容器,以保证电路的性能。
二、去耦电容去耦电容(Decoupling Capacitor)是指将电容器连接在电源和地之间,用于平衡电源电压和提供瞬态电流的元件。
去耦电容主要用于提供电流给电路中的各个部分,以满足电路对瞬态电流的需求,避免电源线上的电压波动对电路的干扰。
去耦电容的作用主要有两个方面:一是通过对高频信号的短路作用,使高频噪声引流至地,减小电源线上的噪声干扰;二是通过对低频信号的开路作用,提供电流给电路中的各个部分,保持电源电压的稳定性。
在选择去耦电容时,需要考虑电路的工作频率范围、电容值和ESR 等因素。
一般来说,去耦电容的电容值应根据电路的瞬态电流需求来确定,电容值越大,能提供的瞬态电流越大;而ESR越低,能提供的瞬态电流响应越快。
因此,在实际应用中,需要根据电路的需求综合考虑这些因素,选择合适的去耦电容。
ldo的旁路电容好啦,今天我们聊聊“LDO旁路电容”这个话题。
你可能会想:“啥是LDO旁路电容?难不成又是某种电子元件的高大上名字?”放心,咱们今天不讲深奥的技术原理,也不讲什么学术论文。
我们就来点儿轻松的,边喝杯茶边聊的那种风格。
你要是懂了,脑袋里肯定也能冒出一个“哦,原来是这个意思”那种清爽感。
什么是LDO?这个嘛,其实就是低压差线性稳压器(Low Dropout Regulator)的缩写,翻译成白话就是,LDO就是用来“稳住电压”的一个小帮手。
就像你路上碰到一个热心大哥,他稳稳地拉住你,不让你摔倒。
LDO就干这个事儿,把电压稳得跟老母鸡照顾小鸡似的,给设备提供稳定的电压。
对了,LDO这个名字听起来是不是有点像什么高科技玩意儿?其实它只是个小小的稳压器。
至于“旁路电容”嘛,那可就更简单了,就是加在LDO旁边,给它当个辅助帮手,确保整个电路系统能够更平稳、更安稳地运行。
那问题来了,旁路电容到底是干嘛的呢?我们要是直接从字面上理解,旁路电容就是旁路——意思是电流要是想跳过LDO,找别的路走,旁边的电容就会提供一个临时的“安全通道”,保证电流能够顺利通过,不会乱跑。
你想,电流就像一群小兔子,跑得飞快,一不小心就跑偏了,偏到其他线路上去了,这不就麻烦了嘛。
旁路电容就像一个网,帮忙把这些兔子赶回到正道上。
再说了,旁路电容这个小配件其实是有大作用的。
你可别看它小小的,没它可不行。
它不仅能过滤掉电源噪声,还能降低高频信号的干扰。
说白了,它就是在你的电路中,起到“净化空气”的作用。
就好比你在一个吵闹的市场中购物,周围是各种嘈杂的声音,如果你戴个耳塞,整个人顿时清净了不少,能更专注地挑选心仪的商品。
旁路电容就像那个耳塞,让你电路中的信号更加清晰、稳定。
不加旁路电容,LDO的工作就会变得不那么完美。
你知道的,电路里的电压波动、噪声过多,就像人心浮气躁,做事总是心不在焉。
旁路电容的存在就能让这个问题迎刃而解。
它把这些“杂音”吸收掉了,让LDO能够更精准地工作。
电容旁路作用
嘿,朋友们!今天咱来唠唠电容旁路作用这个事儿。
你说电容旁路就像是一个神奇的小助手,在电路的世界里默默发挥着大作用。
就好比你在马路上开车,突然遇到了一段拥堵的路,这时候要是有条小路能让你绕过去,那多爽啊!电容旁路就类似这条小路。
在电路中,有时候会有一些杂波啊、干扰信号啥的,就像一群调皮的小孩子在捣乱。
这时候电容旁路就出马了,它能把这些不乖的信号给引走,让电路能顺畅地工作。
想象一下,要是没有电容旁路,那电路不就像没了润滑油的机器,卡卡的,多难受啊!电容旁路能让电流更平稳地流动,就像河水在河道里稳稳地流淌一样。
它还特别靠谱,不管啥时候需要它,它都在那。
而且它也不挑,不管是大电流还是小电流,它都能应付得来。
咱平时用的那些电子设备,里面可都少不了电容旁路的功劳。
手机啊、电脑啊,要是没有它,说不定用着用着就出毛病了。
你说这电容旁路是不是很牛?它就像一个默默守护电路的英雄,不声不响地干着重要的活儿。
有时候我就想啊,生活中是不是也需要这样的“电容旁路”呢?在我们遇到困难和干扰的时候,也有个东西能帮我们把这些不好的给引开,让我们能顺利地往前走。
所以啊,可别小看了电容旁路这个小小的东西,它的作用可大着呢!它让我们的电子世界变得更加精彩,让我们能享受到各种便捷的电子设备。
总之,电容旁路就是牛,不服不行啊!。
交流放大电路旁路电容1. 介绍交流放大电路是一种常见的电路配置,用于放大信号的幅度。
在交流放大电路中,旁路电容起着重要的作用。
本文将详细探讨交流放大电路中旁路电容的原理、设计方法以及其在电路中的作用。
2. 旁路电容的原理旁路电容是指将电容连接在交流信号源的输出端与地之间的电路中,起到旁路(绕行)交流信号的作用。
旁路电容将交流信号绕过负载电阻,使得交流信号能够绕过负载直接回到地。
通过将交流信号旁路到地,旁路电容可以提供更低的阻抗路径,从而改善交流信号的放大效果。
3. 旁路电容的设计方法在设计交流放大电路时,正确选择旁路电容的数值是非常重要的。
以下是一些常用的旁路电容设计方法:3.1 利用截止频率选择旁路电容在交流放大电路中,截止频率是指交流信号的增益下降到3dB的频率。
通过选择合适的旁路电容数值,可以使交流信号的截止频率达到预期的值。
截止频率可通过下式计算得出:f_c = 1 / (2 * π * R * C)其中,f_c为截止频率,R为负载电阻的阻值,C为旁路电容的电容值。
根据所需截止频率,可以计算出合适的旁路电容数值。
3.2 考虑交流信号的频率范围不同的交流信号源可能具有不同的频率范围。
在选择旁路电容时,需要考虑交流信号的频率范围,并选择一个能够满足该范围的电容。
通常情况下,旁路电容的数值需要满足以下条件:C >= 1 / (2 * π * R * f_max)其中,f_max为交流信号的最大频率。
3.3 考虑交流电路的放大倍数交流放大电路的放大倍数也会影响旁路电容的设计。
较高的放大倍数要求更低的截止频率,因此需要选择较大的旁路电容。
一般来说,可以选择一个符合所需截止频率要求的电容,并通过实验调整来达到满意的放大倍数。
4. 旁路电容的作用旁路电容在交流放大电路中起到了关键的作用。
以下是旁路电容在交流放大电路中的几个主要作用:4.1 降低负载电阻对交流信号的影响负载电阻会引入一定的阻抗,从而影响交流信号的幅度。
什么是旁路电容?什么是去耦电容?它们有什么区别和联系?一、旁路电容在电路中,如果希望将某一频率以上或全部交流成分的信号去掉,那么便可以使用滤波电容。
习惯上,通常将少部分只有滤波作用的电容器称为旁路电容器(Bypass Capacitors)或者傍路电容器。
例如,在晶体管的射极电阻或真空管的阴极电阻上并联的电容器,就被称为旁路电容(因为交流信号是经该电容器而进入接地端的);又如在电源电路中,除了数千微法的平滑滤波或反交联电容之外,通常也用零点几微法的高频电容来将高频旁路(实际上,此高频旁路电容也可被视为高频滤波及反交联电容)。
旁路电容的应用电路如下图所示。
二、去耦电容在电子电路中,经常会看到在集成电路的电源引脚附近有一个电解电容器,这个电容器就是去耦合电容器,简称去耦电容(Decoupling Capacitors),又称退耦电容器。
去耦电容器通常有两个作用:一个是蓄能;一个是去除高频噪声。
去耦电容器主要是去除高频,如RF信号的干扰。
干扰的进入方式是通过电磁辐射。
为什么说去耦电容具有蓄能的作用呢?举个简单的例子,我们就能很容易地明白了:我们可以把总电源看作一个水库,我们大楼内的家家户户都需要供水,这时,水不是直接来自于水库,那样距离太远啦,等水过来,我们已经渴的不行了,实际上我们用的水来自于大楼附近的水塔。
集成电路在工作的时候,其电流是不连续的,而且频率很高,而集成电路的电源引脚到总电源有一段距离,即便距离不长,在频率很高的情况下,阻抗也会很大(线路的电感影响非常大),这样会导致器件在需要电流的时候,不能及时供给,而去耦电容器可以弥补此不足,这也是为什么很多电路板在高频器件电源引脚处放置小电容的原因之一。
集成电路内部的开关在工作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集成电路,以减少开关噪声在电路板的传播并将噪声引导到地。
去耦电容器还可以防止电源携带的噪声对电路构成干扰,在设计电路时,去耦电容应放置在电源入口处,连线应尽可能短。
电容(2)旁路电容⼯作原理深度解析旁路电容(bypass capacitor)在⾼速数字逻辑电路中尤为常见,它的作⽤是在正常的通道(信号或电源,本⽂以电源旁路电容为例)旁边建⽴另外⼀个对⾼频噪声成分阻抗⽐较低的通路,从⽽将⾼频噪声成分从有⽤的信号⽤滤除,也因此⽽得名,如下图所⽰:通常我们见到的旁路电容位置如下图所⽰:如果是⾼密度BGA(Ball Grid Array)封装芯⽚,则旁路电容通常会放在PCB底层(芯⽚的正下⽅),这些旁路电容会使⽤过孔扇出(Fanout)后与芯⽚的电源与地引脚连接,如下图所⽰:更有甚者,很多⾼速处理器芯⽚(通常也是BGA封装)在出⼚时,已经将旁路电容贴在芯⽚上,如下图所⽰:台式电脑的CPU(Central Processing Unit)⼀般都是⽤CPU插槽进⾏安装,很多CPU芯⽚的背⾯(是芯⽚的背⾯,⽽不是贴芯⽚的PCB板背⾯)也会有很多旁路电容,如下图所⽰:总之,旁路电容的位置总是会与主芯⽚越来越靠近,原理图设计⼯程师在进⾏电路设计时,也通常会将这些旁路电容的PCB LAYOUT要点标记起来,⽤来指导PCB布局布线⼯程师,如下图所⽰:那么这⾥就有两个问题了:(1)为什么旁路电容⼀定要与主芯⽚尽可能地靠近?(2)为什么⼤多数旁路电容的值都是0.1uF(104)?这是巧合吗?要讲清楚这两个问题,⾸先我们应该理解旁路电容存在的意义,很多⼈分不清滤波电容、旁路电容,其实本质上两者是没有任何区别,只不过在细节上对电容的要求有所不同。
⽆论电容的应⽤场合名称叫什么,基本的(也是共同的)⼀点特性总是不会变的:储能。
电容的这⼀特性使得外部供电电源有所波动时,与电容并联的对象两端的电压所受的影响减⼩,如下图所⽰:上图中,我们⽤开关K1来模拟扰动的来源,很明显,每⼀次开关K1闭合或断开时,在电阻R1与R2的分压下,电阻R2两端的电压(V DD)都是会实时跟随变化的(即波动很⼤),只不过电压幅度不⼀致⽽已,我们认为开关的切换动作已经产⽣了电源噪声。
关于旁路电容和耦合电容精讲从电路来说,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.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.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.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.分布电容是指由非形态电容形成的一种分布参数.一般是指在印制板或其他形态的电路形式,在线与线之间、印制板的上下层之间形成的电容.这种电容的容量很小,但可能对电路形成一定的影响.在对印制板进行设计时一定要充分考虑这种影响,尤其是在工作频率很高的时候.也成为寄生电容,制造时一定会产生,只是大小的问题.布高速PCB时,过孔可以减少板层电容,但会增加电感.分布电感是指在频率提高时,因导体自感而造成的阻抗增加.电容器选用及使用注意事项: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.我们知道,一般我们所用的电容最重要的一点就是滤波和旁路,我在设计中也正是这么使用的.对于高频杂波,一般我的经验是不要过大的电容,因为我个人认为,过大的电容虽然对于低频的杂波过滤效果也许比较好,但是对于高频的杂波,由于其谐振频率的下降,使得对于高频杂波的过滤效果不很理想.所以电容的选择不是容量越大越好.疑问点:1.以上都是我的经验,没有理论证实,希望哪位可以在理论在帮忙解释一下是否正确.或者推荐一个网页或者网站.2.是不是超过了谐振频率,其阻抗将大大增加,所以对高频的过滤信号,其作用就相对减小了呢?3.理想的滤波点是不是在谐振频率这点上???(没有搞懂中)4.以前只知道电容的旁路作用是隔直通交,现在具体于PCB设计中,电容的这一旁路作用具体体现在哪里?在用电容抑制电磁骚扰时,最容易忽视的问题就是电容引线对滤波效果的影响.电容器的容抗与频率成反比,正是利用这一特性,将电容并联在信号线与地线之间起到对高频噪声的旁路作用.然而,在实际工程中,很多人发现这种方法并不能起到预期滤除噪声的效果,面对顽固的电磁噪声束手无策.出现这种情况的一个原因是忽略了电容引线对旁路效果的影响. 实际电容器的电路模型是由等效电感(ESL)、电容和等效电阻(ESR)构成的串联网络. 理想电容的阻抗是随着频率的升高降低,而实际电容的阻抗是图1所示的网络的阻抗特性,在频率较低的时候,呈现电容特性,即阻抗随频率的增加而降低,在某一点发生谐振,在这点电容的阻抗等于等效串联电阻ESR.在谐振点以上,由于ESL的作用,电容阻抗随着频率的升高而增加,这是电容呈现电感的阻抗特性.在谐振点以上,由于电容的阻抗增加,因此对高频噪声的旁路作用减弱,甚至消失. 电容的谐振频率由ESL和C共同决定,电容值或电感值越大,则谐振频率越低,也就是电容的高频滤波效果越差.ESL 除了与电容器的种类有关外,电容的引线长度是一个十分重要的参数,引线越长,则电感越大,电容的谐振频率越低.因此在实际工程中,要使电容器的引线尽量短.根据LC电路串联谐振的原理,谐振点不仅与电感有关,还与电容值有关,电容越大,谐振点越低.许多人认为电容器的容值越大,滤波效果越好,这是一种误解.电容越大对低频干扰的旁路效果虽然好,但是由于电容在较低的频率发生了谐振,阻抗开始随频率的升高而增加,因此对高频噪声的旁路效果变差.表1是不同容量瓷片电容器的自谐振频率,电容的引线长度是 1.6mm(你使用的电容的引线有这么短吗?).表1电容值自谐振频率(MHz) 电容值自谐振频率(MHz)1m F 1.7 820 pF 38.50.1m F 4 680 pF 42.50.01m F 12.6 560 pF 453300pF 19.3 470 pF 491800 pF 25.5 390 pF 541100pF 33 330 pF 60 尽管从滤除高频噪声的角度看,电容的谐振是不希望的,但是电容的谐振并不是总是有害的.当要滤除的噪声频率确定时,可以通过调整电容的容量,使谐振点刚好落在骚扰频率上.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.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.去耦和旁路都可以看作滤波.正如ppxp所说,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.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.一般来说,容量为uf级的电容,象电解电容或钽电容,他的电感较大,谐振频率较小,对低频信号通过较好,而对高频信号,表现出较强的电感性,阻抗较大,同时,大电容还可以起到局部电荷池的作用,可以减少局部的干扰通过电源耦合出去;容量为0.001~0.1uf的电容,一般为陶瓷电容或云母电容,电感小,谐振频率高,对高频信号的阻抗较小,可以为高频干扰信号提供一条旁路,减少外界对该局部的耦合干扰,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,也称退耦)电容是把输出信号的干扰作为滤除对象.在供电电源和地之间也经常连接去耦电容,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.我来总结一下,旁路实际上就是给高频干扰提供一个到地的能量释放途径,不同的容值可以针对不同的频率干扰.所以一般旁路时常用一个大贴片加上一个小贴片并联使用.对于相同容量的电容的Q值我认为会影响旁路时高频干扰释放路径的阻抗,直接影响旁路的效果,对于旁路来说,希望在旁路作用时,电容的等效阻抗越小越好,这样更利于能量的排泄.数字电路输出信号电平转换过程中会产生很大的冲击电流,在供电线和电源内阻上产生较大的压降,使供电电压产生跳变,产生阻抗噪声(亦称开关噪声),形成干扰源.一、冲击电流的产生:(1)输出级控制正负逻辑输出的管子短时间同时导通,产生瞬态尖峰电流(2)受负载电容影响,输出逻辑由“0”转换至“1”时,由于对负载电容的充电而产生瞬态尖峰电流. 瞬态尖峰电流可达50ma,动作时间大约几ns至几十ns.二、降低冲击电流影响的措施:(1)降低供电电源内阻和供电线阻抗(2)匹配去耦电容三、何为去耦电容在ic(或电路)电源线端和地线端加接的电容称为去耦电容.四、去耦电容如何取值去耦电容取值一般为0.01~0.1uf,频率越高,去耦电容值越小.五、去耦电容的种类(1)独石 (2)玻璃釉 (3)瓷片 (4)钽六、去耦电容的放置去耦电容应放置于电源入口处,连线应尽可能短.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.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.一般来说,容量为uf级的电容,象电解电容或钽电容,他的电感较大,谐振频率较小,对低频信号通过较好,而对高频信号,表现出较强的电感性,阻抗较大,同时,大电容还可以起到局部电荷池的作用,可以减少局部的干扰通过电源耦合出去;容量为0.001~0.1uf的电容,一般为陶瓷电容或云母电容,电感小,谐振频率高,对高频信号的阻抗较小,可以为高频干扰信号提供一条旁路,减少外界对该局部的耦合干扰旁路是把前级或电源携带的高频杂波或信号滤除;去藕是为保正输出端的稳定输出(主要是针对器件的工作)而设的“小水塘”,在其他大电流工作时保证电源的波动范围不会影响该电路的工作;补充一点就是所谓的藕合:是在前后级间传递信号而不互相影响各级静态工作点的元件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.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.很多电子产品中,电容器都是必不可少的电子元器件,它在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源和退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等.由于电容器的类型和结构种类比较多,因此,使用者不仅需要了解各类电容器的性能指标和一般特性,而且还必须了解在给定用途下各种元件的优缺点、机械或环境的限制条件等.本文介绍电容器的主要参数及应用,可供读者选择电容器种类时用.1、标称电容量(CR):电容器产品标出的电容量值.云母和陶瓷介质电容器的电容量较低(大约在5000pF以下);纸、塑料和一些陶瓷介质形式的电容量居中(大约在0005μF10μF);通常电解电容器的容量较大.这是一个粗略的分类法.2、类别温度范围:电容器设计所确定的能连续工作的环境温度范围,该范围取决于它相应类别的温度极限值,如上限类别温度、下限类别温度、额定温度(可以连续施加额定电压的最高环境温度)等.3、额定电压(UR):在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下,可以连续施加在电容器上的最大直流电压或最大交流电压的有效值或脉冲电压的峰值.电容器应用在高压场合时,必须注意电晕的影响.电晕是由于在介质/电极层之间存在空隙而产生的,它除了可以产生损坏设备的寄生信号外,还会导致电容器介质击穿.在交流或脉动条件下,电晕特别容易发生.对于所有的电容器,在使用中应保证直流电压与交流峰值电压之和不的超过直流电压额定值.4、损耗角正切(tgδ):在规定频率的正弦电压下,电容器的损耗功率除以电容器的无功功率.这里需要解释一下,在实际应用中,电容器并不是一个纯电容,其内部还有等效电阻,它的简化等效电路如下图所示.图中C为电容器的实际电容量,Rs是电容器的串联等效电阻,Rp是介质的绝缘电阻,Ro是介质的吸收等效电阻.对于电子设备来说,要求Rs愈小愈好,也就是说要求损耗功率小,其与电容的功率的夹角δ要小.这个关系用下式来表达: tgδ=Rs/Xc=2πf×c×Rs 因此,在应用当中应注意选择这个参数,避免自身发热过大,以减少设备的失效性.5、电容器的温度特性:通常是以20℃基准温度的电容量与有关温度的电容量的百分比表示.补充:1、电容在电路中一般用“C”加数字表示(如C13表示编号为13的电容).电容是由两片金属膜紧靠,中间用绝缘材料隔开而组成的元件.电容的特性主要是隔直流通交流.电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小,电容对交流信号的阻碍作用称为容抗,它与交流信号的频率和电容量有关.容抗XC=1/2πf c (f表示交流信号的频率,C表示电容容量)电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容等.2、识别方法:电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同,分直标法、色标法和数标法3种.电容的基本单位用法拉(F)表示,其它单位还有:毫法(mF)、微法(uF)、纳法(nF)、皮法(pF).其中:1法拉=103毫法=106微法=109纳法=1012皮法容量大的电容其容量值在电容上直接标明,如10 uF/16V容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示字母表示法:1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF数字表示法:一般用三位数字表示容量大小,前两位表示有效数字,第三位数字是倍率.如:102表示10×102PF=1000PF 224表示22×104PF=0.22 uF3、电容容量误差表符号 F G J K L M允许误差±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20%如:一瓷片电容为104J表示容量为0. 1 uF、误差为±5%.6使用寿命:电容器的使用寿命随温度的增加而减小.主要原因是温度加速化学反应而使介质随时间退化.7绝缘电阻:由于温升引起电子活动增加,因此温度升高将使绝缘电阻降低.电容器包括固定电容器和可变电容器两大类,其中固定电容器又可根据所使用的介质材料分为云母电容器、陶瓷电容器、纸/塑料薄膜电容器、电解电容器和玻璃釉电容器等;可变电容器也可以是玻璃、空气或陶瓷介质结构.以下附表列出了常见电容器的字母符号.电容分类介绍名称:聚酯(涤纶)电容(CL)符号:电容量:40p--4u额定电压:63--630V主要特点:小体积,大容量,耐热耐湿,稳定性差应用:对稳定性和损耗要求不高的低频电路名称:聚苯乙烯电容(CB)符号:电容量:10p--1u额定电压:100V--30KV主要特点:稳定,低损耗,体积较大应用:对稳定性和损耗要求较高的电路名称:聚丙烯电容(CBB)符号:电容量:1000p--10u额定电压:63--2000V主要特点:性能与聚苯相似但体积小,稳定性略差应用:代替大部分聚苯或云母电容,用于要求较高的电路名称:云母电容(CY)符号:电容量:10p--0.1u额定电压:100V--7kV主要特点:高稳定性,高可靠性,温度系数小应用:高频振荡,脉冲等要求较高的电路名称:高频瓷介电容(CC)符号:电容量:1--6800p额定电压:63--500V主要特点:高频损耗小,稳定性好应用:高频电路名称:低频瓷介电容(CT)符号:电容量:10p--4.7u额定电压:50V--100V主要特点:体积小,价廉,损耗大,稳定性差应用:要求不高的低频电路名称:玻璃釉电容(CI)符号:电容量:10p--0.1u额定电压:63--400V主要特点:稳定性较好,损耗小,耐高温(200度) 应用:脉冲、耦合、旁路等电路名称:铝电解电容符号:电容量:0.47--10000u额定电压:6.3--450V主要特点:体积小,容量大,损耗大,漏电大应用:电源滤波,低频耦合,去耦,旁路等名称:钽电解电容(CA)铌电解电容(CN)符号:电容量:0.1--1000u额定电压:6.3--125V主要特点:损耗、漏电小于铝电解电容应用:在要求高的电路中代替铝电解电容名称:空气介质可变电容器符号:可变电容量:100--1500p主要特点:损耗小,效率高;可根据要求制成直线式、直线波长式、直线频率式及对数式等应用:电子仪器,广播电视设备等名称:薄膜介质可变电容器符号:可变电容量:15--550p主要特点:体积小,重量轻;损耗比空气介质的大应用:通讯,广播接收机等名称:薄膜介质微调电容器符号:可变电容量:1--29p主要特点:损耗较大,体积小应用:收录机,电子仪器等电路作电路补偿名称:陶瓷介质微调电容器符号:可变电容量:0.3--22p主要特点:损耗较小,体积较小应用:精密调谐的高频振荡回路名称:独石电容最大的缺点是温度系数很高,做振荡器的稳漂让人受不了,我们做的一个555振荡器,电容刚好在7805旁边,开机后,用示波器看频率,眼看着就慢慢变化,后来换成涤纶电容就好多了.独石电容的特点:电容量大、体积小、可靠性高、电容量稳定,耐高温耐湿性好等.应用范围:广泛应用于电子精密仪器.各种小型电子设备作谐振、耦合、滤波、旁路.容量范围:0.5PF--1UF耐压:二倍额定电压.里面说独石又叫多层瓷介电容,分两种类型,1型性能挺好,但容量小,一般小于0.2U,另一种叫II型,容量大,但性能一般.就温漂而言:独石为正温糸数+130左右,CBB为负温系数-230,用适当比例并联使用,可使温漂降到很小. 就价格而言:钽,铌电容最贵,独石,CBB较便宜,瓷片最低,但有种高频零温漂黑点瓷片稍贵.云母电容Q值较高,也稍贵.。
高手和前辈们总是告诉我们这样的经验法则:“在电路板的电源接入端放置一个1~10μF的电容,滤除低频噪声;在电路板上每个器件的电源与地线之间放置一个0.01~0.1μF的电容,滤除高频噪声。
”首先介绍两个常用的概念:什么是旁路?旁路(Bypass),是指给信号中的某些有害部分提供一条低阻抗的通路。
电源中高频干扰是典型的无用成分,需要将其在进入目标芯片之前提前干掉,一般我们采用电容达到该目的。
用于该目的的电容就是所谓的旁路电容(Bypass Capacitor),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,这个地球人都知道),可以看出旁路电容主要针对高频干扰(高是相对的,一般认为20MHz以上为高频干扰,20MHz以下为低频纹波)。
什么是退耦?退耦(Decouple),最早用于多级电路中,为保证前后级间传递信号而不互相影响各级静态工作点的而采取的措施。
在电源中退耦表示,当芯片内部进行开关动作或输出发生变化时,需要瞬时从电源在线抽取较大电流,该瞬时的大电流可能导致电源在线电压的降低,从而引起对自身和其他器件的干扰。
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。
在电源电路中,旁路和退耦都是为了减少电源噪声。
旁路主要是为了减少电源上的噪声对器件本身的干扰(自我保护);退耦是为了减少器件产生的噪声对电源的干扰(家丑不外扬)。
有人说退耦是针对低频、旁路是针对高频,我认为这样说是不准确的,高速芯片内部开关操作可能高达上GHz,由此引起对电源线的干扰明显已经不属于低频的范围,为此目的的退耦电容同样需要有很好的高频特性。
本文以下讨论中并不刻意区分退耦和旁路,认为都是为了滤除噪声,而不管该噪声的来源。
简单说明了旁路和退耦之后,我们来看看芯片工作时是怎样在电源在卟扇诺摹N颐墙⒁桓黾虻サ?/span>IO Buffer模型,输出采用图腾柱IO驱动电路,由两个互补MOS管组成的输出级驱动一个带有串联源端匹配电阻的传输线(传输线阻抗为Z0)。
旁路电容工作原理
旁路电容是一种常用的电路元件,它主要用于改善电路的性能和稳定性。
旁路电容是将一个电容器(通常是电解电容或陶瓷电容)与电路中的某个部分并联连接,以达到特定的电路设计要求。
旁路电容的工作原理是基于电容器的特性。
电容器是一种能够储存电荷的设备,当电容器的两个极板之间施加电压时,它们之间会形成一个电场,并在极板上储存电荷。
当电源的电压变化时,电容器可以释放或吸收电荷,使电路中的电压保持相对稳定。
在电路中添加旁路电容可以起到两个主要的作用。
首先,旁路电容可以过滤掉电路中的高频噪声。
高频噪声通常是由电源或其他电路元件引入的,它们会破坏电路的性能和稳定性。
旁路电容可以将这些高频噪声导引到地,从而减小噪声对电路的干扰。
其次,旁路电容可以提供额外的电流源。
当电源电压短暂下降时,旁路电容可以释放电荷,提供额外的电流支持,使电路中的电压保持稳定。
这对于对电压稳定性要求较高的电路非常重要,例如放大器或模拟信号处理器。
选择合适的旁路电容时,需要考虑电容的额定容值和工作电压。
电容器的容值决定了其储存电荷的能力,而工作电压则表示电容器可以承受的最大电压。
选择合适的旁路电容可以确保电路的性能和稳定性得到最佳的提升。
总之,旁路电容是一种常用的电路元件,通过并联连接到电路中的特定位置,可以改善电路的性能和稳定性。
它主要起到过滤高频噪声和提供额外电流源的作用,为电路的正常工作提供良好的环境。
芯片附近为何放置0.1uF电容旁路电容是电子设计中常用的电容器之一,主要用于过滤电源噪声和稳定电源电压。
在实际应用中,0.1uF电容器是最常用的旁路电容值之一,那么为什么常用旁路电容是0.1uF,不是其他值?这个值是怎么来的?本文将深入探讨这个问题。
一、旁路电容简介在实际应用中,旁路电容的选择需要考虑多个因素,例如电源噪声频率、容值大小、ESR、EMI等。
不同的电路设计可能需要不同的旁路电容值。
但是,我们发现0.1uF电容器是最常用的旁路电容值之一。
1、容值大小旁路电容的大小需要根据电路的实际情况来选择,电源噪声的滤波电容不能够太小,也不能够太大,太小会导致滤波效果不佳,太大会影响系统的的相应时间,在实际的应用中,我们使用的旁路电容容值范围一般在0.1uF-10uF之间,这样滤波效果最佳,其中0.1uF的容值大小最佳,能够在一定程度上滤掉电源上的噪声,同时也不会影响系统响应时长,这样就成了我们在很多电路中使用的标准值0.1uF。
2、成本因素由于在实际生活中,0.1uF的电容成本较低,轻易实现批量生产,并且各个规格也很常见,因此成为很多电路设计选择。
3、实际证明在实际应用中,由于0.1uF已经被广泛应用于各种电子系统中,经过长时间的实际验证,许多经验丰富的电子工程师也推荐使用0.1uF电容,用于IC电路旁路滤波。
二、0.1uF电容特性1、频率特性由于现在很多电源噪声的频率一般都在几百KHz以上,按照C=1/F ,0.1uF电容能够非常有效的过滤掉这些高频噪声,提高系统的稳定性。
2、ESRESR是描述电容内部电阻的,纯碎的容性负载是不消耗功率的,而由于ESR的存在,电容会做功,从而导致温度上升,0.1ufESR内部电路较小,电容做功小,不会对电路温度影响。
3、尺寸在实际电路中设计中,我们还需要去考虑负载电容的尺寸,0.1uf电容的各种封装尺寸都有,能够更好的适配PCB的尺寸,不用占用太多空间。
综上所述,在电子电路设计中,旁路电容是一种不可或缺的电子元器件,它能够用于电源滤波,0.1uF的电容是最常用的旁路电容之一,他的电容值大小合适,成本低廉,而且经过实际严重,具有良好的频率响应特性,ESR,尺寸等特性,成为了电路设计中的理想选择。
旁路电容1. 简介旁路电容是一种电子元器件,它被用于在电路中对交流信号进行滤波。
旁路电容能够将高频信号绕过(旁路)到地,从而实现对低频信号的保留。
它在电子设备中扮演着重要的角色,被广泛应用于音频放大器、电源滤波器和通信系统等领域。
2. 工作原理旁路电容是一种非极性电容,它由两个导电板和介质组成。
导电板通常由铝箔或铜箔制成,介质可以是电解质、陶瓷或塑料等。
当交流信号通过旁路电容时,它会在电容的两个导电板间产生电场。
由于电容的导电板之间的距离很小,电场能够迅速地传播到导电板的另一侧。
这样,高频信号就能够通过旁路电容,绕过其他电路元件,流向地。
3. 应用领域旁路电容广泛应用于音频放大器中。
在音频放大器的输出端,通常会添加一个旁路电容,以滤除音频信号中的低频噪声和交流成分。
这样可以保证音频信号的纯净度,并提高音频放大器的性能。
此外,旁路电容还被用于电源滤波器中,以过滤电源中的高频干扰。
在通信系统中,旁路电容也被广泛应用于收发信机和天线系统等设备中,以提高信号的质量和传输效率。
4. 选择和安装选择旁路电容时,需考虑以下因素:电容值、工作电压、工作频率和可靠性。
电容值应根据应用中所需的频率范围和滤波效果来选择。
工作电压应能够满足电路的要求,一般应比电路电压大一些。
工作频率应与电容的工作频率范围相匹配。
另外,在安装旁路电容时需要注意防止短路和静电损害,应将电容与其他元件正确连接,并固定在电路板上。
5. 维护与保养旁路电容一般无需维护与保养,但在长时间使用后可能会出现老化或故障。
如发现旁路电容在工作中产生电磁干扰、泄漏电流增加或电容值变化等异常情况,应尽快更换。
平时应定期检查电路中的旁路电容,确保其连接良好,并保持电容表面清洁。
6. 常见问题与解决方法6.1 旁路电容产生电磁干扰解决方法:检查电容连接是否良好,尽量减少电容与其他元件之间的距离,确保电容尽可能远离敏感电子元器件。
6.2 旁路电容泄漏电流增加解决方法:检查电容的漏电流参数是否在规定范围内,如超出范围应更换新的电容。
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。
什么是旁路电容旁路电容的⽐较 旁路电容是可将混有⾼频电流和低频电流的交流电中的⾼频成分旁路滤掉的电容,那么你对旁路电容了解多少呢?以下是由店铺整理关于什么是旁路电容的内容,希望⼤家喜欢! 旁路电容的基本定义 旁路电容的主要功能是产⽣⼀个交流分路,从⽽消去进⼊易感区的那些不需要的能量,即当混有⾼频和低频的信号经过放⼤器被放⼤时,要求通过某⼀级时只允许低频信号输⼊到下⼀级,⽽不需要⾼频信号进⼊,则在该级的输⼊端加⼀个适当⼤⼩的接地电容,使较⾼频率的信号很容易通过此电容被旁路掉(这是因为电容对⾼频阻抗⼩),⽽低频信号由于电容对它的阻抗较⼤⽽被输送到下⼀级放⼤ 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,也称退耦)电容是把输出信号的⼲扰作为滤除对象。
旁路电容的⽐较 旁路电容不是理论概念,⽽是⼀个经常使⽤的实⽤⽅法,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电容,这就叫旁路电容。
⼀般来说,容量为uf级的电容,像电解电容或钽电容,他的电感较⼤,谐振频率较⼩,对低频信号通过较好,⽽对⾼频信号,表现出较强的电感性,阻抗较⼤,同时,⼤电容还可以起到局部电荷池的作⽤,可以减少局部的⼲扰通过电源耦合出去;容量为0.001~0.1uf的电容,⼀般为陶瓷电容或云母电容,电感⼩,谐振频率⾼,对⾼频信号的阻抗较⼩,可以为⾼频⼲扰信号提供⼀条旁路,减少外界对该局部的耦合⼲扰旁路是把前级或电源携带的⾼频杂波或信号滤除;去耦是为保证输出端的稳定输出(主要是针对器件的⼯作)⽽设的“⼩⽔塘”,在其他⼤电流⼯作时保证电源的波动范围不会影响该电路的⼯作;补充⼀点就是所谓的耦合:是在前后级间传递信号⽽不互相影响各级静态⼯作点的元件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。
电容的作用之——旁路电容(滤波电容)基础!前言:这篇文章阐述了滤波电容的作用,以及什么时候应该添加滤波电容和容值的选择!!!滤波电容的定义:大部分数字电路(比如单片机)都是需要直流供电,那么如果电源波动的很厉害,电路就无法保证能正常工作。
在实际应用中,这种波动被视作其中的交流部分。
滤波电容的作用就是滤除其中的交流部分,或者是滤除噪声。
滤波电容也叫旁路电容。
先来看一张图:图1-1电子噪声会使电压波动。
几乎所有的直流电路都存在这个问题。
从图中可以看出加滤波电容和未加滤波电容的区别(其中蓝色的是未加的,粉色是加了滤波电容的)。
滤波电容只能消减而不能消除噪声。
通常,噪声都是随机的。
但是电路中的一些器件也会是产生噪声的原因,比如继电器或电机的通断等。
器件的工作电流越大,越容易使电源波动。
所以在电路中添加滤波电容可以很好的消减噪声,让电路更稳健。
在什么地方添加滤波电容:很多电路图的一角都会放一组电容,这些基本就是旁路电容。
(最初我看到这样的图,都不知道这些电容式干啥的,不知道该把他们放哪,后来我对照原理图和PCB发现这些电容一般都放到芯片VCC上。
然后自己画原理图和PCB也这样画,呵呵!!)通常,滤波电容的两端直接连接VCC和GND,它就像一个电流储备库。
用来填补VCC上的“沟壑”。
电容量越大,所能填补“沟壑”越大。
一般,滤波电容的大小为0.1uF,或者是0.01uF。
其实,对其大小并没有多么精确的要求。
具体在哪里放置滤波电容和放多少滤波电容,一条值得推荐的原则是:在每个IC的VCC上都放置一个就好。
另外在板上供电端子处最好也放置滤波电容。
无论是电源输入或者是电源输出端,最好都加个滤波电容。
电容大小的选择:电容的材质对滤波电容来说很重要,一般都选用陶瓷电容,无论是直插的或者贴片的,体积小而且很便宜很容易买到。
电解电容不适合做滤波电容,因为它们容值一般较大,对高频噪声的滤除效果不好。
容值大小的选择主要是看噪声的频率,频率越高,选择的电容越小。
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,我们将详细探讨这三个概念,并分析它们在电路中的作用和应用。
一、旁路电容旁路电容是指将电容器连接在电路元件的两端,以提供低阻抗路径,使高频信号能够绕过被旁路的元件。
旁路电容常用于滤波电路中,用于消除噪声和干扰信号。
在滤波电路中,当信号通过电容器时,低频信号会被阻碍,而高频信号则能够通过。
这是因为电容器对于低频信号具有较高的阻抗,而对于高频信号则具有较低的阻抗。
因此,通过选择合适的电容值,我们可以将高频噪声和干扰信号旁路到地,从而实现滤波的效果。
二、去耦电容去耦电容是指将电容器连接在电路的两个节点之间,用于去除电路中的直流偏置,并提供低阻抗路径,使交流信号能够通过。
去耦电容常用于放大器、集成电路等电路中,用于提高信号的质量和稳定性。
在放大器电路中,当音频信号经过放大器放大后,输出信号存在直流偏置。
这会导致输出信号偏离原始信号,并降低信号的质量。
为了去除这种直流偏置,我们可以将去耦电容连接到放大器的输入和输出端,通过选择合适的电容值,实现去耦的效果。
去耦电容能够提供低阻抗路径,使交流信号能够通过,而直流信号则被阻隔。
三、滤波电容滤波电容是指将电容器连接在电路中,用于滤除电路中的杂散信号。
滤波电容常用于电源滤波电路中,用于平滑电源电压,提供稳定的直流电压。
在电源滤波电路中,电容器被连接在电源电压的输入端和地之间。
当输入电源的直流电压存在波动时,滤波电容可以通过充电和放电的过程,平滑电压波动,提供稳定的直流电压输出。
滤波电容对于低频信号具有较低的阻抗,而对于高频信号则具有较高的阻抗,从而实现对高频杂散信号的滤除。
旁路电容、去耦电容和滤波电容在电路中具有不同的作用和应用。
旁路电容用于滤除噪声和干扰信号;去耦电容用于去除直流偏置,并提供低阻抗路径;滤波电容用于平滑电源电压,提供稳定的直流电压输出。
合理选择和应用这些电容器,可以提高电路的性能和稳定性,有效改善信号质量。
放大电路旁路电容一、什么是放大电路旁路电容放大电路旁路电容是指在放大电路中,为了减小交流信号的反馈对直流偏置点的影响,而在放大电路的输入端和输出端之间串联一个电容。
它可以使交流信号通过而直流信号被隔离,从而达到稳定直流偏置点、增加放大器的增益、提高频率响应等效果。
二、旁路电容的作用1.稳定直流偏置点在晶体管等半导体器件中,由于温度、工艺等因素的影响,其静态工作点(即直流偏置点)会发生变化,导致输出信号失真。
加入旁路电容可以将交流信号通过而隔离直流信号,从而使得直流偏置点稳定。
2.增加放大器的增益由于旁路电容不会阻挡交流信号,因此可以将输入端和输出端之间串联一个较小的旁路电容来提高放大器的通频带宽(即3dB带宽)。
这样就可以使得高频信号能够通过,并且不会被低通滤波。
3.提高频率响应由于旁路电容可以将输入端和输出端之间隔离,因此可以减小负载电阻对放大器的影响,从而提高放大器的频率响应。
三、旁路电容的选取1.容值的选取旁路电容的容值一般在几十微法到几百微法之间。
一般情况下,如果旁路电容太小,则会降低通频带宽;如果旁路电容太大,则会影响直流偏置点稳定性。
2.耐压的选取旁路电容的耐压一般要比放大器工作电压高出一倍以上,以保证工作稳定。
3.温度系数的选取由于温度变化会影响旁路电容的性能,因此在选择旁路电容时需要注意其温度系数。
一般来说,温度系数越小越好。
四、旁路电容在实际应用中的注意事项1.防止极性反接由于旁路电容是有极性的,因此需要注意其正负极连接是否正确。
一般来说,输入端和输出端都需要串联一个旁路电容,并且两个旁路电容需要同时连接。
2.避免共模干扰在实际应用中,由于环境干扰等因素,会产生一些共模信号,从而影响放大器的性能。
为了避免这种情况的发生,需要在输入端和输出端同时加入旁路电容,并且需要保证它们的负极连接在一起。
3.注意旁路电容的寿命由于旁路电容是有寿命的,因此需要定期检查其是否失效。
一般来说,如果旁路电容失效,则会导致放大器性能下降或者直接损坏。
退耦电容和旁路电容1. 引言在电子电路设计中,退耦电容和旁路电容是常见的两种电容器应用。
它们在电路中起到了重要的作用,用于提高电路的稳定性和性能。
本文将对退耦电容和旁路电容进行详细的介绍和探讨。
2. 退耦电容2.1 退耦电容的定义退耦电容是指在电源和负载之间串联的电容器,用于消除电源噪声对负载的影响。
它能够将电源中的高频噪声短路到地,从而保证负载电路的稳定工作。
2.2 退耦电容的作用退耦电容的主要作用是提供一个低阻抗路径,以滤除电源中的高频噪声。
高频噪声可能来自电源本身或其他干扰源,如开关电源、电磁辐射等。
退耦电容能够吸收这些噪声,防止其传播到负载电路中,从而保证负载电路的正常工作。
2.3 退耦电容的选择选择合适的退耦电容需要考虑以下几个因素: - 容值:退耦电容的容值应根据负载电路的功耗和工作频率来确定。
一般来说,容值越大,退耦效果越好,但也会增加成本和占用空间。
- 电压等级:退耦电容的电压等级应大于负载电路的最大工作电压,以避免电容器击穿。
- 电容器类型:退耦电容常用的类型有陶瓷电容、铝电解电容、钽电容等。
不同类型的电容器具有不同的特性,如ESR(等效串联电阻)、ESL(等效串联电感)等,需要根据具体应用选择合适的类型。
2.4 退耦电容的布局在实际应用中,退耦电容的布局也是需要注意的。
以下是一些建议: - 尽量靠近负载:退耦电容应尽量靠近负载电路,以最大限度地减少电源线的电阻和电感对退耦效果的影响。
- 多点布置:对于复杂的电路,可以采用多个退耦电容,分别布置在不同的地方,以提高整体的退耦效果。
- 地线布局:退耦电容的一端应连接到地,以形成一个低阻抗路径,将噪声引流到地。
3. 旁路电容3.1 旁路电容的定义旁路电容是指在电路中与负载并联的电容器,用于提供稳定的电压源。
它能够吸收电路中的瞬态电流,保持电路的稳定性。
3.2 旁路电容的作用旁路电容的主要作用是提供一个低阻抗路径,以吸收电路中的瞬态电流。
关于旁路电容的深度对话
通过一次关于基本知识的对话,让我们深入考察那没有什么魅力但是极其关键的旁路电容和去耦电容。
编辑引言:旁路电容是关注度低、没有什么魅力的元器件,一般来说,在许多专题特写中不把它作为主题,但是,它对于成功、可靠和无差错的设计是关键。
来自Intersil公司的作者David Ritter和Tamara Schmitz参加了关于该主题的进一步对话。
本文是对话的第一部分。
Dave和Tamara信仰辩论的价值、教育的价值以及谦虚地深入讨论核心问题的价值;简而言之,为了获取知识而展开对一个问题的讨论。
下面请“聆听”并学习。
David: 有一种观念认为,当我们做旁路设计时,我们对低频成分要采用大电容(微法级),而对高频成分要采用小电容(纳法或皮法级)。
Tamara: 我赞成,那有什么错吗?
David: 那听起来很好并且是有意义的,但是,问题在于当我在实验室中验证那个规则时并未得到我们想要的结果!我要向您发出挑战,Tamara博士。
Tamara: 好啊!我无所畏惧。
David: 让我们看看,你有一个电压调整器并且它需要电源。
电源线具有一些串联阻抗(通常是电感以及电阻),这样对于短路来说,它在瞬间提供的电流就不会出现大变化。
它需要有一个局部电容供电,如图1所示。
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图1:旁路电容的功能。
Tamara: 我到目前均赞成你的观点。
那就是旁路的定义。
Dave,接着说吧。
David: 例如,有些人可能用0.1 μF电容进行旁路。
他们也可能用一个1000pF的电容紧挨着它以处理更高的频率。
如果我们已经采用了一个0.1 μF的电容,那么,紧挨着它加一个1000pF电容就没有意义。
它会增加1%的容值,谁会在意?
Tamara: 然而,除了电容值之外,有更多要研究的内容。
这两种数值的电容均不理想。
David: 我们必须考察0.1 μF的实际电路;它存在有效串联电阻(ESR)以及有效串联电感(ESL)。
Tamara: 有时候,你还要把介质损耗一项当成一个并联电阻来考虑,如图2所示。
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图2:旁路电容的模型。
David: 现在,当我们遇到具有瞬态特性的这一损耗时,我们假设0.1 μF电容的ESL远远大约1000pF的电容。
我们需要某一器件在短期内供电,因ESL的存在而让0.1 μF的电容做不到这一点。
假设就在于1000pF的电容具有更低的ESL,因此,能够提供更好的电流。
Tamara: ESL与你获得以及封装的电容的类型有关。
其数值可能完全独立于电容本身的尺寸和数值,如图3所示。
David: (显示出对年轻同事所具有的知识的惊讶)
Tamara: 我曾经看到过一些人把100 nF、10 nF和1 nF的电容分级并联起来使用,它们可能均采用相同的封装,例如0402,因为这些电容通常就是采用这种封装形式。
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而,每一种0402封装均具有相同的ESL,因为它们具有相同的电感以及相同的高频响应,因此,这么安装电容于事无补。
图3:旁路电容的阻抗。
David: 我们在实验室中所发现的问题在于,各种封装均是类似的。
我们所采用的大多数陶瓷电容均为面积是0805或0603的电容。
我测试发现,把0603 0.1 μF电容挨着0603 100pF电容安装,效果上不如仅仅采用两个0603 0.1 μF的电容。
Tamara: 那是完全有可能。
我猜测,你所处的频率范围就是0603 0.1 μF电容被最优化的频率范围。
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图4:相同尺寸和不同尺寸的电容的阻抗比较。
David: 是的,ESR和ESL是原数值的一半且非常管用。
在这些应用中,我所研制的开关调整器的工作频率大约为1MHz。
Tamara: 在你的情况下,要调整电容的数值以及封装,以改善对你没有兴趣的那个频率范围的旁路网络。
图4假设我们谈论的是相同类型的电容(陶瓷电容)。
其它类型的电容—如钽电容—具有更高的ESR,因此,整个曲线突起。
另一方面,有时可能全部要采用钽电容。
David: 我们现在讲讲历史。
过去,人们采用他们手上能用的一切元器件。
那时,你无法获得封装小的100 μF电容,你不得不通过缩短旁路电容器上的引线来改善旁路网络。
当今的大电容的尺寸正逐渐缩小类似于较小电容所具有的尺寸。
当你开始认真考虑选择一只0.1 μF电容时,你肯定选择0603的封装,并且,最终会选择0402封装的电容(因为我没有看过0402封装的电容,我倾向于不采用那些电容)。
Tamara: 按照分级封装的阶梯电容(stepped capacitor)的确切含义来自于赛灵思公司的讨论。
他们的FPGA被用于各种各样的应用之中,并且,他们设法测试了所有的条件。
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