去耦、旁路、滤波电容详解
电容器知识详解
话说电容之二:电容的选择
通常,应该如何为我们的电路选择一颗合适的电容呢?笔者认为,应基于以
下几点考虑:
1、静电容量;
2、额定耐压;
3、容值误差;
话说电容之一:电容的作用
作为无源元件之一的电容,其作用不外乎以下几种:
1、应用于电源电路,实现旁路、去藕、滤波和储能的作用。下面分类详述之:
1)旁路
旁路电容是为本地器件提供能量的储能器件,它能使稳压器的输出均匀化,降低负载需求。 就像小型可充电电池样,旁路电容能够被充电,并向器件进行放电。 为尽量减少阻抗,旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地
4、直流偏压下的电容变化量;
5、噪声等级;
6、电容的类型;
7、电容的规格。
那么,是否有捷径可寻呢?其实,电容作为器件的外围元件,几乎每个器件的 Datasheet 或者 Solutions,都比较明确地指明了外围元件的选择参数,也就是说,据此可以获得基本的器件选择要求,然后再进一步完善细化之。其实选用电容时不仅仅是只看容量和封装,具体要看产品所使用环境,特殊的电路必须用特殊的电容。
管脚。 这能够很好地防止输入值过大而导致的地电位抬高和噪声。地弹是地连接处在通过大电流毛刺时的电压降。
2)去藕
去藕,又称解藕。 从电路来说, 总是可以区分为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,这就是所谓的“耦合”。
电容的常见用途
电容是电路设计中最为普通常用的器件,是无源元件之一,有源器件简单地说就是需能(电)源的器件叫有源器件, 无需能(电)源的器件就是无源器件。
电容也常常在高速电路中扮演重要角色。
电容的作用和用途,一般都有好多种。
如:在旁路、去耦、滤波、储能方面的作用;在完成振荡、同步以及时间常数的作用……隔直通交旁路去耦旁路电容:旁路电容,又称为退耦电容,是为某个器件提供能量的储能器件,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),就像一个水塘,它能使输出电压输出均匀,降低负载电压波动。
旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚,这是阻抗要求,在画PCB时候特别要注意,只有靠近某个元器件时候才能抑制电压或其他输信号因过大而导致的地电位抬高和噪声,说白了就是把直流电源中的交流分量,通过电容耦合到电源地中,起到了净化直流电源的作用。
如图C1为旁路电容,画图时候要尽量靠近IC1图C1去耦电容:去耦电容,是把输出信号的干扰作为滤除对象,去耦电容相当于电池,利用其充放电,使得放大后的信号不会因电流的突变而受干扰。
它的容量根据信号的频率、抑制波纹程度而定,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。
旁路电容实际也是去耦合的,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,根据谐振频率一般取 0.1F、0.01F 等;而去耦合电容的容量一般较大,可能是 10F 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。
如图C3为去耦电容图C3它们的区别: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。
耦合作为两个电路之间的连接,允许交流信号通过并传输到下一级电路:用电容做耦合的元件,是为了将前级信号传递到后一级,并且隔断前一级的直流对后一级的影响,使电路调试简单,性能稳定。
去耦、旁路电容
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。
去耦和旁路电容的作用,一方面是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5nH。
0.1μF 的去耦电容有5nH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。
去耦电容、旁路电容、滤波电容的选择和区别
区别去耦电容去除在期间切换时从⾼高配到配电⽹网中的RF能量量储能作⽤用,供局部化的直流电源,减少跨板浪涌电流在VCC 引脚通常并联⼀一个去耦电容,电容同交隔直将交流分量量从这个电容接地有源器器件在开关时产⽣生的⾼高频开关噪声江燕电源线传播,去耦电容就是提供⼀一个局部的直流给有源器器件,减少开关噪声在板上的传播并且能将噪声引导到地。
如果主要是为了了增加电源和地的交流耦合,减少交流信号对电源的影响,就可以称为去耦电容;旁路路电容从元件或电缆中转移出不不想要的共模 RF 能量量。
这主要是通过产⽣生 AC 旁路路消除⽆无意的能量量进⼊入敏敏感的部分,另外还可以提供基带滤波功能(带宽受限)。
在电路路中,如果电容起的主要作⽤用是给交流信号提供低阻抗的通路路,就称为旁路路电容;电⼦子电路路中,去耦电容和旁路路电容都是起到抗⼲干扰的作⽤用,电容所处的位置不不同,称呼就不不⼀一样了了。
对于同⼀一个电路路来说,旁路路(bypass)电容是把输⼊入信号中的⾼高频噪声作为滤除对象,把前级携带的⾼高频杂波滤除,⽽而去耦 (decoupling)电容也称退耦电容,是把输出信号的⼲干扰作为滤除对象。
滤波电容选择经过整流桥以后的是脉动直流,波动⽅方位很⼤大,后⾯面⼀一般⽤用⼤大⼩小两个电容⼤大电容⽤用来稳定输出,因为电容两端电压不不能突变,可以使输出平滑,⼩小电容⽤用来滤除⾼高频⼲干扰,使输出电压纯净,电容越⼩小,谐振频率越⾼高,可滤除的⼲干扰频率越⾼高容量量的选择⼤大电容,负载越重,吸收电流的能⼒力力越强,这个⼤大电容的容量量就要越⼤大⼩小电容,凭经验,⼀一般104 即可1、电容对地滤波,需要⼀一个较⼩小的电容并联对地,对⾼高频信号提供了了⼀一个对地通路路。
2、电源滤波中电容对地脚要尽可能靠近地。
3、理理论上说电源滤波⽤用电容越⼤大越好,⼀一般⼤大电容滤低频波,⼩小电容滤⾼高频波。
4、可靠的做法是将⼀一⼤大⼀一⼩小两个电容并联,⼀一般要求相差两个数量量级以上,以获得更更⼤大的滤波频段.滤波电容电源和地直接连接去耦电容1.为本集成电路路蓄能电容2.滤除该期间产⽣生的⾼高频噪声,切断其通过供电回路路进⾏行行传播的通路路3.防⽌止电源携带的噪声对电路路构成⼲干扰滤波电容的选⽤用原则在电源设计中,滤波电容的选取原则是: C≥2.5T/R其中: C 为滤波电容,单位为UF; T 为频率, 单位为Hz,R 为负载电阻,单位为Ω当然,这只是⼀一般的选⽤用原则,在实际的应⽤用中,如条件(空间和成本)允许,都选取C≥5T/R.PCB制版电容的选择⼀一般的10PF 左右的电容⽤用来滤除⾼高频的⼲干扰信号,0.1UF 左右的⽤用来滤除低频的纹波⼲干扰,还可以起到稳压的作⽤用。
旁路电容和去耦电容
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。
什么是旁路电容?什么是去耦电容?它们有什么区别和联系?
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。
滤波电容、旁路电容及去耦电容的区别
1、滤波电容:
安装在整流电路两端用以降低交流脉动波纹系数提升高效平滑直流输出的一种储能器件,我们把这种器件称其为滤波电容。
滤波电容具有电极性,我们称其为电解电容。
电解电容的一端为正极,另一端为负极,正极端连接在整流输出电路的正端,负极连接在电路的负端。
在所有需要将交流电转换为直流电的电路中,设置滤波电容会使电子电路的工作性能更加稳定,同时也降低了交变脉动波纹对电子电路的干扰。
滤波电容在电路中的符号一般用“C"表示,电容量越大,滤波性能越好。
为了获得更好的直流稳定系数,电容量一般选择在数百微法或数千微法以上。
2、旁路电容:
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。
3、去耦电容:
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。
4、耦合的定义:
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。
旁路电容和去耦电容作用和区别
旁路电容和去耦电容作用和区别1. 引言在电子电路设计和高频电路中,旁路电容和去耦电容扮演着重要的角色。
它们被广泛应用于各种电子设备和电路中,起到稳定电压、抑制噪声和滤波的作用。
本文将介绍旁路电容和去耦电容的作用及其区别。
2. 旁路电容的作用旁路电容的作用是将高频信号从某些部件或节点旁路过去,以确保信号的稳定性和纯净性。
它通常与电源或地连接,将高频信号绕过感性元件,如电感或电源。
旁路电容可以消除感性元件对高频信号的阻抗,从而提高系统的性能。
旁路电容可以起到以下几个方面的作用: - 滤波作用:旁路电容能够对高频信号进行滤波,将噪声和干扰滤除,提高电路的信噪比。
- 提供稳定的电源:旁路电容能够提供电源电压的稳定性,减少电源噪声对电路的影响,保证电路正常工作。
- 改善信号传输:在传输线上,旁路电容可以抑制信号的反射和损耗,提高信号的传输效率和质量。
3. 旁路电容的选择和应用旁路电容的选择应根据具体的应用需求和电路特性进行。
重要的参数包括容值、耐压和温度系数等。
在电源旁路应用中,一般选择电解电容或固态电容,容值较大、耐压较高的电容。
而在高频应用中,通常选择钽电容或多层陶瓷电容,容值较小、频率响应较好的电容。
在实际应用中,旁路电容常被用于电源滤波、放大器的电源旁路、RF射频模块的旁路等场合。
4. 去耦电容的作用去耦电容是将电路中直流(DC)和交流(AC)分离的一种电容器。
它的作用是将直流信号绕开交流信号,保证电路中直流电压的稳定性,提供纯净的直流电源。
去耦电容通常被放置在集成电路(IC)的电源引脚处,将IC芯片的供电电压稳定到指定值,同时滤除电源中的噪声和纹波。
5. 去耦电容的选择和应用去耦电容的选择应根据芯片的需求和电源情况进行。
通常,去耦电容的容值要求较大,能够滤除更多的噪声和纹波。
常见的电容材料包括电解电容、陶瓷电容和铝电解电容等。
在高速数字电路中,去耦电容的选择要考虑芯片的工作频率和功耗等因素。
较高频率的应用需要选择具有较低等效串联电感和更低ESR(等效系列电阻)的陶瓷电容。
滤波电容 去耦电容
滤波电容去耦电容滤波电容和去耦电容是电子电路中常用的元件,它们在不同的电路中起到不同的作用。
本文将分别介绍滤波电容和去耦电容的原理、应用和选取方法。
一、滤波电容滤波电容是一种用于滤除电路中高频噪声的元件。
在电源电路中,滤波电容可以平滑电压的波动,保证电路中的直流电压稳定。
滤波电容的原理是利用其充放电特性来平滑电源电压。
当电源电压波动时,滤波电容可以吸收过多的电荷或释放电荷,以保持电路中的稳定电压。
在功放电路中,滤波电容可以滤除音频信号中的高频噪声,提高音频信号的纯净度。
滤波电容的选取需要考虑电路中的电流和频率要求。
一般来说,电流越大,所需的滤波电容越大;频率越高,所需的滤波电容越小。
此外,滤波电容的电压容量也需要根据电路中的电压要求来选择。
二、去耦电容去耦电容是一种用于消除电路中的交流信号的元件。
在放大器电路中,放大器的工作电流会引入交流信号,造成放大器的输出信号失真。
去耦电容的作用就是屏蔽这些交流信号,使得放大器的输出信号更加准确。
去耦电容的原理是通过阻隔交流信号的传输路径,只允许直流信号通过。
去耦电容通常与电源电容并联使用,将交流信号引流到地,从而保证放大器的工作电流不会引入输出信号中。
去耦电容的选取需要考虑放大器的工作频率范围和阻抗匹配。
一般来说,去耦电容的容值越大,抑制交流信号的效果越好。
滤波电容和去耦电容在电子电路中起到了重要的作用,它们能够提高电路的稳定性和信号质量。
在实际应用中,我们需要根据具体的电路要求来选择合适的滤波电容和去耦电容。
选取合适的容值和电压容量,可以提高电路的性能和可靠性。
总结起来,滤波电容和去耦电容是电子电路中常用的元件,它们分别用于滤除高频噪声和消除交流信号。
滤波电容通过充放电特性来平滑电压波动,保证电路中的稳定电压;而去耦电容通过阻隔交流信号的传输路径,消除放大器中的交流信号。
在选择滤波电容和去耦电容时,我们需要考虑电路的电流、频率和电压要求,以及容值和电压容量的匹配。
去耦和滤波
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。
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。
其实没有区别,电容的使用始终按照其1/(jwc)的阻抗作用于电路,其容量大小完全是你要用到的频率是多少,显然频率w高,C可以小。去耦、滤波、隔直等等,没有本质上区别,仅仅只是目的不一样,叫法不一样。
滤波电容用在电源整流电路中,用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑。
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。
3.在一个大的电容上还并联一个小电容的原因
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)。大家知道,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。
电容在电路中的作用及电容滤波原理
电容在电路中的作用及电容滤波原理电容在电路中的作用及电容滤波原理电容器在电子电路中几乎是不可缺少的储能元件,它具有隔断直流、连通交流、阻挠低频的特性。
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电路中。
熟悉电容器在不同电路中的名称意义,有助于我们读懂电子电路图。
1、滤波电容:接在直流电源的正、负极之间,以滤除直流电源中不需要的交流成份,使直流电变平滑。
普通采用大容量的电解电容器或者钽电容,也可以在电路中同时并接其他类型的小容量电容以滤除高频交流电。
2、去耦电容:战釉诜糯蟮缏返牡缭凑、负极之间,防止由于电源内阻形成的正反馈而引起的寄生震荡。
3、耦合电容:接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两放大器的级间连接,用以隔断直流,让交流信号或者脉冲信号通过,使先后级放大电路的直流工作点互不影响。
4、旁路电容:接在交、直流信号的电路中,将电容并接在电阻两端或者由电路的某点跨接到公共电位上,为交流信号或者脉冲信号设置一条通路,避免交流信号成份因通过电阻产生压降衰减。
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、衬垫电容与谐振电容: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,漳芟灾地提高低频端的振荡频率。
是当地选定衬垫电容的容量,可以将低端频率曲线向上提升,接近于理想频率跟踪曲线。
7、补偿电容:与谐振电路主电容并联的辅助性电容,调整该电容能使振荡信号频率范围扩大。
8、中和电容:并接在三极管放大器的基极与发射极之间,构成负反馈网络,以抑制三极管间电容造成的自激振荡。
9、稳频电容:在振荡电路中起稳定振荡频率的作用。
10、定时电容:在RC时间常数电路中与电阻R串联,共同决定充放电时间长短的电容。
11、加速电容:接在振荡器反馈电路中,使正反馈过程加速,提高振荡信号的幅度。
12、缩短电容:在UHF高频头电路中,为了缩短振荡电感器长度而串接的电容。
旁路电容与去耦电容的区别
旁路电容与去耦电容的区别在电路设计和电子设备中,旁路电容和去耦电容是常见的元件。
它们在电源管理和信号处理中起着至关重要的作用。
尽管这两者都是电容,但它们的使用方式和功能略有不同。
本文将介绍旁路电容和去耦电容之间的区别。
1. 旁路电容(Bypass Capacitor)旁路电容,也称为绕线电容或旁路电容,是在电路中并联连接的电容器。
它的主要作用是提供对高频噪音的有效滤波。
当信号经过旁路电容时,高频噪音被短接到地,从而阻止其进入信号线路。
旁路电容可以在通信设备、电源管理、模拟电路和数字电路中找到。
旁路电容的特点如下:•高频滤波:旁路电容可以过滤掉电路中的高频噪音,确保信号质量的稳定性。
•低阻抗:旁路电容在高频范围内具有较低的阻抗,可以提供一个低阻抗路径,使高频信号能够流经电容而不影响其他部分的电路。
•容量选择:旁路电容的容值通常根据需要选择,典型值范围从几个皮法到几微法。
2. 去耦电容(Decoupling Capacitor)去耦电容是一种用于消除电源噪声的电容器。
它的目的是提供短期电源电流需求,以保持电源电压的稳定性。
在集成电路和电子器件之间添加去耦电容可以有效地减少电源噪声对器件性能的影响。
去耦电容的特点如下:•稳定电源:去耦电容通过吸收和释放能量来保持电源电压的稳定性,以满足瞬时电流需求,同时减少电源噪声的影响。
•低频滤波:去耦电容常常用于消除电源线上的低频噪音,保持电源供应的平稳。
•容量选择:去耦电容的容值通常选择根据电路和器件的需求,可以是几微法到几毫法的范围。
3. 区别对比尽管旁路电容和去耦电容在某些方面有相似之处,但它们的主要功能和使用方式有所不同。
下表总结了旁路电容和去耦电容之间的主要区别。
区别旁路电容去耦电容主要功能高频噪音滤波电源电压稳定性滤波范围高频范围低频范围电阻低阻抗低阻抗容值范围几个皮法到几微法几微法到几毫法安装位置信号线旁电源线旁应用领域通信设备、电源管理、模拟电路和数字电路等集成电路和电子器件等虽然旁路电容和去耦电容的功能有所不同,但在某些情况下它们可以同时使用。
去耦和旁路的概念和原理
去耦和旁路的概念和原理
去耦和旁路的概念和原理:
去耦(decoupling)和旁路(bypass)是两种常见的电路设计和优化技术,它们的主要目的是减少或消除电路内部的干扰。
去耦电容:
去耦电容也被称为退耦电容,其主要作用是降低电路之间的交叉干扰。
当系统中某个组件的信号变化会影响其他组件时,我们就称这两个组件之间发生了耦合。
去耦电容通过提供一个低阻抗路径,允许高频噪声从一个敏感的电路部分传输到地的过程中被旁路掉,从而减轻对敏感电路的影响。
去耦电容的位置通常是远离需要保护的电路元件,并且其值通常会较大,如10uF或更大。
旁路电容:
旁路电容的设计是为了过滤掉不需要的信号频率成分,特别是那些高于系统带宽的高频分量。
这种电容通常用于将高频噪声或其他不需要的成分从信号源路由到地,以防止它们影响系统的性能。
旁路电容的大小取决于它所服务的电路的特性,包括所需的滤波频率范围。
在许多情况下,旁路电容也被用作去耦电容,但它们的主要目标是旁路而不是降低耦合。
总结来说,去耦电容主要是为了降低电路间的交叉干扰,而旁路电容则是用来隔离不需要的信号频率成分。
两者虽然目的不同,但在某些情况下可以互为补充。
滤波电容、去耦电容、旁路电容效果
滤波电容、去耦电容、旁路电容效果去耦在直流电源回路中,负载的改动会致使电源噪声。
例如在数字电路中,当电路从一个状况改换为另一种状况时,就会在电源线上发作一个很大的尖峰电流,构成瞬变的噪声电压。
配备去耦电容能够按捺因负载改动而发作的噪声,是印制电路板的可靠性方案的一种惯例做法,配备准则如下:●电源输入端跨接一个十~十0uF的电解电容器,假定印制电路板的方位容许,选用十0uF以上的电解电容器的抗烦扰作用会十分好。
●为每个集成电路芯片配备一个0.01uF的陶瓷电容器。
如遇到印制电路板空间小而装不下时,可每4~十个芯片配备一个1~十uF钽电解电容器,这种器材的高频阻抗分外小,在500kHz~20MHz方案内阻抗小于1Omega;,并且漏电流很小(0.5uA以下)。
●关于噪声才调弱、关断时电流改动大的器材和ROM、RAM等存储型器材,应在芯片的电源线(Vcc)和地线(GND)间直接接入去耦电容。
●去耦电容的引线不能过长,分外是高频旁路电容不能带引线。
/////////////////////////////////////////////////////////////////////(1)运用电容滤波时,特定频段(比方高频噪音)的滤波作用取决于电容值及其寄生电感的谐振频率。
十00pF的电容寄生电感必定比十uF的小的多,因而谐振频率也会落在高频段(区),相应的高频阻抗会极小,对高频烦扰旁路(滤波)作用才显着.反之,谐振频率落在低频段(区),高频信号阻抗很大,低频阻抗则较小,表现为对低频烦扰较有用,而对高频烦扰却力不从心。
图1电容根柢构造和高频等效模型。
电容的根柢公式是:式(1)闪现,减小电容器极板之间的间隔(d)和添加极板的截面积(A)将添加电容器的电容量。
电容通常存在等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)二个寄生参数。
图2是电容器在纷歧样作业频率下的阻抗(Zc)。
一个电容器的谐振频率(fo)能够从它自身电容量(C)和等效串联电感量(LESL)得到,即当一个电容器作业频率在fo以下时,其阻抗随频率的上升而减小,即(频率低,电容表现为较大的容抗,电感表现为很小的感抗)当电容器作业频率在fo以上时,其阻抗会随频率的上升而添加,即(频率高时,电容表现出很小的容抗恰当与短路,电感表现为很大的感抗)当电容器作业频率挨近fo时,电容阻抗就等于它的等效串联电阻(RESR)。
详解电容的作用和用途
电容是电路设计中最为普通常用的器件,是无源元件之一,有源器件简单地说就是需能(电)源的器件叫有源器件, 无需能(电)源的器件就是无源器件。
电容也常常在高速电路中扮演重要角色。
电容的作用和用途,一般都有好多种。
如:在旁路、去耦、滤波、储能方面的作用;在完成振荡、同步以及时间常数的作用……下面来详细分析一下:1、隔直流:作用是阻止直流通过而让交流通过。
2、旁路(去耦):为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。
旁路电容:旁路电容,又称为退耦电容,是为某个器件提供能量的储能器件,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),就像一个水塘,它能使输出电压输出均匀,降低负载电压波动。
旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚,这是阻抗要求,在画PCB时候特别要注意,只有靠近某个元器件时候才能抑制电压或其他输信号因过大而导致的地电位抬高和噪声,说白了就是把直流电源中的交流分量,通过电容耦合到电源地中,起到了净化直流电源的作用。
如图C1为旁路电容,画图时候要尽量靠近IC1图C1去耦电容:去耦电容,是把输出信号的干扰作为滤除对象,去耦电容相当于电池,利用其充放电,使得放大后的信号不会因电流的突变而受干扰。
它的容量根据信号的频率、抑制波纹程度而定,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。
旁路电容实际也是去耦合的,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,根据谐振频率一般取 0.1F、0.01F 等;而去耦合电容的容量一般较大,可能是 10F 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。
如图C3为去耦电容图C3它们的区别: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。
所以,电感的阻抗于两个因素有关:一是频率;二是电感的固的固有属性,也就电感的值,也称为电感。
电容在电路中的作用及电容滤波原理
电容在电路中的作用及电容滤波原理The manuscript was revised on the evening of 2021电容在电路中的作用及电容滤波原理电容器在电子电路中几乎是不可缺少的储能元件,它具有隔断直流、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电路中。
熟悉电容器在不同电路中的名称意义,有助于我们读懂电子电路图。
1、滤波电容:接在直流电源的正、负极之间,以滤除直流电源中不需要的交流成分,使直流电变平滑。
一般采用大容量的电解电容器或钽电容,也可以在电路中同时并接其他类型的小容量电容以滤除高频交流电。
2、去耦电容:幷接在放大电路的电源正、负极之间,防止由于电源内阻形成的正反馈而引起的寄生震荡。
3、耦合电容:接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两放大器的级间连接,用以隔断直流,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。
4、旁路电容:接在交、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。
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、衬垫电容与谐振电容: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,幷能显着地提高低频端的振荡频率。
是当地选定衬垫电容的容量,可以将低端频率曲线向上提升,接近于理想频率跟踪曲线。
7、补偿电容:与谐振电路主电容并联的辅助性电容,调整该电容能使振荡信号频率范围扩大。
8、中和电容:并接在三极管放大器的基极与发射极之间,构成负反馈网络,以抑制三极管间电容造成的自激振荡。
9、稳频电容:在振荡电路中起稳定振荡频率的作用。
10、定时电容:在RC时间常数电路中与电阻R串联,共同决定充放电时间长短的电容。
11、加速电容:接在振荡器反馈电路中,使正反馈过程加速,提高振荡信号的幅度。
去耦电容和旁路电容--电容值选择方法
旁路电容定义可将混有高频电流和低频电流的交流信号中的高频成分旁路掉的电容,称做“旁路电容”。
例如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,则在该级的输出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。
去耦电容电路电源和地之间的有两个作用一方面是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。
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。
旁路电容实际也是去耦合的,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。
退耦电容和旁路电容
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。
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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,
旁路:从元件或电缆中转移出不想要的共模RF能量。这主要是通过产生AC旁路消除无意的能量进入敏感的部分,另外还可以提供基带滤波功能(带宽受限)。
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。
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。
而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。)
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。
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 Biblioteka 2.旁路电容和去耦电容的区别
去耦:去除在器件切换时从高频器件进入到配电网络中的RF能量。去耦电容还可以为器件 供局部化的DC电压源,它在减少跨板浪涌电流方面特别有用。
滤波电容用在电源整流电路中,用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑。
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。
旁路电容用在有电阻连接时,接在电阻两端使交流信号顺利通过。
1.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。