退耦电容原理--具体接法--运放自激原理

退耦电容原理

所谓退耦，既防止前后电路网络电流大小变化时，在供电电路中所形成的电流冲动对网络的正常工作产生影响。换言之，退耦电路能够有效的消除电路网络之间的寄生耦合。

退耦滤波电容的取值通常为47~200μF，退耦压差越大时，电容的取值应越大。所谓退耦压差指前后电路网络工作电压之差。

如下图为典型的RC退耦电路，R起到降压作用：

大家看到图中，在一个大容量的电解电容C1旁边又并联了一个容量很小的无极性电容C2

原因很简单，因为在高频情况下工作的电解电容与小容量电容相比，无论在介质损耗还是寄生电感等方面都有显著的差别（由于电解电容的接触电阻和等效电感的影响，当工作频高于谐振频率时，电解电容相当于一个电感线圈，不再起电容作用）。在不少典型电路，如电源退耦电路，自动增益控制电路及各种误差控制电路中，均采用了

大容量电解电容旁边并联一只小电容的电路结构，这样大容量电解电容肩负着低频交变信号的退耦，滤波，平滑之作用；而小容量电容则以自身固有之优势，消除电路网络中的中，高频寄生耦合。在这些电路中的这一大一小的电容均称之为退耦电容。

Re: 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）。

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。

Re:

在电源的输出端并联一个适当的电容，犹如水库的缓冲作用，可以大大减小负载等的波动对电源的影响，这就是退耦作用。在许多地方，类似的方法用得很多，总的说可以稳定某处的电位，让波动成分“消化”在电容之中，别去影响受保护的电路部分.

一、自激：

你说的是运放的自激吧----运放的自激有多种可能引起:

1. 补偿不足. 例如OP37等运放,在设计时,为了提高

高频响应,其补偿量较小,当反馈较深时会出现自激现象.通过

测量其开环响应的BODE图可知,随着频率的提高,运放的开环增

益会下降,如果当增益下降到0db之前,其相位滞后超过180度,

则闭环使用必然自激.

2. 电源回馈自激.从运算放大器的内部结构分析,他是一个多级

的放大电路,一般的运放都由3级以上电路组成,前级完成高增益

放大和电位的移动,第2级完成相位补偿功能,末级实现功率放大.

如果供给运放的电源的内阻较大,末级的耗电会造成电源的波动,

此波动将影响前级的电路的工作,并被前级放大,造成后级电路更

大的波动,如此恶性循环,从而产生自激.

3. 外界干扰. 确切的说,这并不算自激,但现象和自激相似.输出

产生和输入无关的信号.因为我们处于一个电磁波笼罩的环境之中, 有50Hz和100Hz的工频干扰,数百Hz的中波广播干扰,数MHz的短

波

干扰,几十到几百Hz的电视广播和FM广播干扰,1GHz左右的无线通讯干扰等.如果电路设计屏蔽不佳,干扰自然会引入电路,并被放

大.

如果电路出现自激现象,首先应该判断是哪种原因造成的.第一种

自激出现在运放闭环使用,而且增益较低的情况下,一般只有增益

小于10的情况下才能出现.其实这种自激最好解决,正确的选择运

放即可,对于一些高速运放,其厂家手册中都会注明最低的闭环增益. 与此相反,后两种情况都是在高增益情况下发生,这一点非常

重要,可以准确的判断自激的原因.

相对而言,后两种自激较难解决,本人不谦虚的说,只有具有

一定的模拟电路设计经验,才有可能避免以上情况的发生.基本原

则是尽量增加地线的面积,在运放供电引脚附近,一定是附近增加

高频退偶电容,采用高频屏蔽等方法消除自激,减小干扰.

以上仅够参考

二、电容在电路中的作用：

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。

1、滤波电容：它接在直流电压的正负极之间，以滤除直流电源中不需要的交流成分，使直流电平滑，通常采用大容量的电解电容，也可以在电路中同时并接其它类型的小容量电容以滤除高频交流电。

2、退耦电容：并接于放大电路的电源正负极之间，防止由电源内阻形成的正反馈而引起的寄生振荡。

3、旁路电容：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。

4、耦合电容：在交流信号处理电路中，用于连接信号源和信号处理电

路或者作为两放大器的级间连接，用于隔断直流，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。

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：与谐振电路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，并能显著地提高低频端的振荡频率。