什么是去耦电容?去耦电容的作用是什么?

时间:2023-03-13作者:佚名

去耦电路在电子产品中是应用最多的,几乎所有的多级放大器、不管是分立器件或集成电路都需要去耦电路。去耦电路出了问题,会影响电路的正常工作。
从电路来说,总是存在驱动的源和被驱动的负载。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。
什么是“去耦”电路呢?
去耦电路指的是在多级放大电路(集成电路芯片内部大多也是由各种多级放大电路组成)的供电电源端对地所加的旁路电容。其容量大可到几十、上百微法,小也要O.1、0.01微法。加这个电容有什么作用呢?主要是防止来自直流电源内部的耦合使放大器自激,这也就是“去耦”这个名称的含意。
去耦电容一般作如下作用:
1)旁路掉器件的高频噪声(在电源和地之间为高频噪声提供低阻抗通路)。一般而言,工作频率越高,电容值越大,则电容的阻抗越小。
2)作IC的储能电容,利用电容充放电原理提供和吸收该IC开门关门瞬间的充放电能。
在实际应用中,数字电路中典型的0.1uF去耦电容有5nH的分布电感,并行共振频率约为7MHz(只对此频率一下的噪声有较好的去耦作用)。而1uF、10uF的电容,平行共振频在20MHz以上,去除高频噪声的效果要好些。在电源进入印制板的地方放置一个1uF或10uF的高频去耦电容往往是有利的,即使是电池供电的系统也需要这种电容。
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。
耦合电感的去耦等效电路
(1)互感电压用CCVS等效代替

耦合电感两线圈的互感电压各被另一线圈的电流所控制。故根据耦合电感元件的伏安关系,两种基本的耦合电感模型,就可分别等效为图(a),(b)所示的含CCVS电路。

什么是去耦电容?去耦电容的作用是什么?
图1去耦电路

相关阅读

关于三相交流电路的一切,你想知道的这里都有

三相交流电动势的产生 前面所研究的正弦交流电路中的电源都是具有两个端钮,输出一个电压或电流,由这样的电源供电的电路称为单相交流电路。单相交流发电机的原理我们已经介绍...
2023-07-05
关于三相交流电路的一切,你想知道的这里都有

【轨道电路】电气绝缘节和机械绝缘节区别

在ZPW-2000A里,电气绝缘节=无绝缘(调谐区),机械绝缘节=有物理绝缘接头,两者核心区别在结构、原理、应用场景与维护。 一、核心定义与结构 电气绝缘节(无绝缘节) - 全称:29m调谐区(无...
2026-05-23

做非标自动化的工程师还有前途吗

非标自动化工程师,指的是从事非标准化的自动化设备设计、开发、调试及维护等工作的专业人员。在探讨这一职业是否还有前途时,需要从多个方面进行分析。 1. 市场需求方面 - 制...
2024-09-09
做非标自动化的工程师还有前途吗

电动机检修后的各种试验,这一篇给您讲清楚,强烈建议收藏

为了保证电动机的修理质量,对已修复的电动机应进行必要的测试。电动机的修后测试主要包括绕组冷却状态下直流电阻的测试、绝缘电阻测试、耐压试验和空载试验部分。这里以三相...
2023-06-16
电动机检修后的各种试验,这一篇给您讲清楚,强烈建议收藏

一则真实的电工排除故障经历,老手一出招,疑难杂症全都消!

在日常工作中,难免会遇到各种各样的故障事件,面对故障时,很多电工自然而然觉得电气设备以及线路都是已经设置安排好的,一般没啥大问题,所以就直接从外部查找故障原因,而...
2023-06-27
一则真实的电工排除故障经历,老手一出招,疑难杂症全都消!

热销商品

德国进口雅马哈风力灭火机大功率手提森林灭火器落叶工地吹雪机汽

德国进口雅马哈风力灭火机是一款高效、可靠的森林灭火和清理设备。它拥有大功率风机,能够迅速吹散落叶、杂草和积雪,有效清理工地和森林地面。这款灭火机采用先进技...
¥ 692.5

3M自粘橡胶条高硬度耐压实心幕墙玻璃舞台搭建货架专用减震密封条

3M自粘橡胶条是一款专为高要求工业及建筑场景设计的高性能密封减震材料,采用高硬度实心橡胶材质,具备优异的耐压性、抗老化性和持久弹性。其独特的自粘背胶设计,安装...
¥ 1.6

公牛官方旗舰店开关插座空调16A插座五孔10A面板暗装多孔G12白灰

公牛官方旗舰店提供一系列高质量的开关插座和空调配件。这款16A插座五孔面板采用暗装设计,适用于多种安装环境,如墙面、天花板等。它具有10A的电流容量,可以满足家庭...
¥ 5.55

电位器旋钮电流调节螺帽直流逆变电焊机二保焊送丝机通用旋钮B102

电位器旋钮电流调节螺帽适用于直流逆变电焊机和二保焊送丝机,是一款通用的旋钮B102。该旋钮采用优质材料制造,具有耐磨损、耐高温、耐腐蚀等特点,能够长时间稳定运行...
¥ 0.7

西门子开关插座无框皓彩米绒白亚光二三插USB10A五孔一开旗舰店

西门子开关插座无框皓彩米绒白亚光二三插USB10A五孔一开旗舰店,作为西门子品牌的专卖店,提供了一系列高品质、设计新颖的家居电气产品。这里销售的开关插座采用无框...
¥ 8.77

网站栏目