您的位置 首页 ADAS

详解去耦电容与旁路电容

本站为您提供的详解去耦电容与旁路电容,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。

从电路来说,总是存在驱动的源和被驱动的负载。假如负载电容比较大,驱动电路要把电容充电、放电,才干完结信号的跳变,在上升沿比较峻峭的时分,电 流比较大,这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,因为电路中的电感,电阻(特别是芯片管脚上的电感,会发生反弹),这种电流相关于正常状况来说实践上就 是一种噪声,会影响前级的正常作业。这便是耦合。

去藕电容便是起到一个电池的效果,满意驱动电路电流的改变,避免相互间的耦合搅扰。旁路 电容实践也是去藕合的,仅仅旁路电容一般是指高频旁路,也便是给高频的开关噪声供给一条低阻抗泄放途径。高频旁路电容一般比较小,依据谐振频率一般是 0.1u,0.01u 等,而去耦合电容一般比较大,是 10u 或许更大,依据电路中散布参数,以及驱动电流的改变巨细来确认。

旁路是把输入信号中的搅扰作为滤除目标,而去耦是把输出信号的搅扰作为滤除目标,避免搅扰信号回来电源。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效果:

一方面是本集成电路的蓄能电容,另一方面旁路掉该器材的高频噪声。

数字电路中典型的去耦电容值是 0.1μF。这个电容的散布电感的典型值是 5μH。

0.1μF 的去耦电容有 5μH 的散布电感,它的并行共振频率大约在 7MHz 左右,也便是说,关于 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效果。

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。最好不必电解电容,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。要运用钽电容或聚碳酸酯电容。

去耦电容的选用并不严厉,可按 C = 1 / F,即 10MHz 取 0.1μF,100MHz 取 0.01μF。

散布电容是指由非形状电容构成的一种散布参数。一般是指在印制板或其他形状的电路方式,在线与线之间、印制板的上基层之间构成的电容。这种电容的容量很小,但或许对电路构成必定的影响。

在对印制板进行规划时必定要充分考虑这种影响,尤其是在作业频率很高的时分。也成为寄生电容,制作时必定会发生,仅仅巨细的问题。

布高速 PCB 时,过孔能够削减板层电容,但会添加电感。散布电感是指在频率进步时,因导体自感而构成的阻抗添加。

电容器选用及运用留意事项:

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、腔调电路中,电容器容量应尽或许与核算值一起。在各种滤涉及网(选频网络),电容器容量要求准确;在退耦电路、低频耦合电路中,对同两级精度的要求不太严厉。

3. 电容器额外电压应高于实践作业电压,并要有满足的地步,一般选用耐压值为实践作业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,还要留意运用环境。

咱们知道,一般咱们所用的电容最重要的一点便是滤波和旁路,我在规划中也正是这么运用的。

关于高频杂波,一般我的经历是不要过大的电容,因为我个人认为,过大的电容虽然关于低频的杂波过滤效果或许比较好,可是关于高频的杂波,因为其谐振频率的下降,使得关于高频杂波的过滤效果不很抱负。所以电容的挑选不是容量越大越好。

疑问点:

1. 以上都是我的经历,没有理论证明,期望哪位能够在理论在帮助解释一下是否正确。或许引荐一个网页或许网站。

2. 是不是超过了谐振频率,其阻抗将大大添加,所以对高频的过滤信号,其效果就相对减小了呢?

3. 抱负的滤波点是不是在谐振频率这点上???(没有搞懂中)

4. 曾经只知道电容的旁路效果是隔直通交,现在详细于PCB 规划中,电容的这一旁路效果详细体现在哪里?

在 用电容按捺电磁打扰时,最简单忽视的问题便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,正是运用这一特性,将电容并联在信号线与地线之间起到 对高频噪声的旁路效果。可是,在实践工程中,很多人发现这种办法并不能起到预期滤除噪声的效果,面临固执的电磁噪声束手无策。出现这种状况的一个原因是忽 略了电容引线对旁路效果的影响。

实践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。抱负电容的阻抗 是跟着频率的升高下降,而实践电容的阻抗是图 1 所示的网络的阻抗特性,在频率较低的时分,出现电容特性,即阻抗随频率的添加而下降,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,因为 ESL 的效果,电容阻抗跟着频率的升高而添加,这是电容出现电感的阻抗特性。在谐振点以上,因为电容的阻抗添加,因而对高频噪声的旁路效果削弱,乃至消失。

电 容的谐振频率由 ESL 和 C 一起决议,电容值或电感值越大,则谐振频率越低,也便是电容的高频滤波效果越差。ESL 除了与电容器的品种有关外,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。因而在实践工程中,要使电容器的引线尽量 短。

依据 LC 电路串联谐振的原理,谐振点不只与电感有关,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 对低频搅扰的旁路效果虽然好,可是因为电容在较低的频率发生了谐振,阻抗开端随频率的升高而添加,因而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(你运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

虽然从滤除高频噪声的视点看,电容的谐振是不期望的,可是电容的谐振并不是总是有害的。当要滤除的噪声频率

确认时,能够经过调整电容的容量,使谐振点刚好落在打扰频率上。

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,对低频信号经过较好,而对高频信号,表现出较强的电理性,阻抗较大,一起,大电容还能够起到 部分电荷池的效果,能够削减部分的搅扰经过电源耦合出去;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,能够为高频搅扰信号供给一条旁路,削减外界对该部分的耦合搅扰在电子电路 中,去耦电容和旁路电容都是起到抗搅扰的效果,电容所在的方位不同,称号就不相同了。

关于同一个电路来说,旁路(bypass)电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除目标,把前级带着的高频杂波滤除,而去耦(decoupling,也称退耦)电容是把输出信号的搅扰作为滤除目标。

在 供电电源和地之间也常常连接去耦电容,它有三个方面的效果:一是作为本集成电路的蓄能电容;二是滤除该器材发生的高频噪声,堵截其经过供电回路进行传达的 通路;三是避免电源带着的噪声对电路构成搅扰。我来总结一下,旁路实践上便是给高频搅扰供给一个到地的能量开释途径,不同的容值能够针对不同的频率搅扰。 所以一般旁路时常用一个大贴片加上一个小贴片并联运用。关于相同容量的电容的Q 值我认为会影响旁路时高频搅扰开释途径的阻抗,直接影响旁路的效果,关于旁路来说,期望在旁路效果时,电容的等效阻抗越小越好,这样更利于能量的分泌。

数字电路输出信号电平转化进程中会发生很大的冲击电流,在供电线和电源内阻上发生较大的压降,使供电电压发生跳变,发生阻抗噪声(亦称开关噪声),构成搅扰源。

一、冲击电流的发生:

(1)输出级操控正负逻辑输出的管子短时刻一起导通,发生瞬态尖峰电流

(2)受负载电容影响,输出逻辑由“0”转化至“1”时,因为对负载电容的充电而发生瞬态尖峰电流。瞬态尖峰电流可达50ma,动作时刻大约几ns 至几十ns。

二、下降冲击电流影响的办法:

(1)下降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、去耦电容怎么取值

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、去耦电容的品种

(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,连线应尽或许短。

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,对低频信号经过较好,而对高频信号,表现出较强的电理性,阻抗较大,一起,大电容还能够起到 部分电荷池的效果,能够削减部分的搅扰经过电源耦合出去;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,能够为高频搅扰信号供给一条旁路,削减外界对该部分的耦合搅扰旁路是把前 级或电源带着的高频杂波或信号滤除;

去藕是为保正输出端的安稳输出(主要是针对器材的作业)而设的“小水塘”,在其他大电流作业时确保电源的动摇规模不会影响该电路的作业;

弥补一点便是所谓的藕合:是在前后级间传递信号而不相互影响各级静态作业点的元件有源器材在开关时发生的高频开关噪声将沿着电源线传达。去耦电容的主要功能便是供给一个部分的直流电源给有源器材,以削减开关噪声在板上的传达和将噪声引导到地。

声明:本文内容来自网络转载或用户投稿,文章版权归原作者和原出处所有。文中观点,不代表本站立场。若有侵权请联系本站删除(kf@86ic.com)https://www.86ic.net/qiche/adas/84870.html

为您推荐

联系我们

联系我们

在线咨询: QQ交谈

邮箱: kf@86ic.com

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

返回顶部