耦合、耦合器件详解

【讨论】耦合、耦合器件详解（转载）
耦合指信号由第一级向第二级传递的过程，一般不加注明时往往是指交流耦合。退耦是指
对电源采取进一步的滤波措施，去除两级间信号通过电源互相干扰的影响。耦合常数是指
耦合电容值与第二级输入阻抗值乘积对应的时间常数。
退耦有三个目的：1.将电源中的高频纹波去除，将多级放大器的高频信号通过电源相互串
扰的通路切断；2.大信号工作时，电路对电源需求加大，引起电源波动，通过退耦降低大
信号时电源波动对输入级/高电压增益级的影响；3.形成悬浮地或是悬浮电源，在复杂的系
统中完成各部分地线或是电源的协调匹配。
1，耦合，有联系的意思。
2，耦合元件，尤其是指使输入输出产生联系的元件。
3，去耦合元件，指消除信号联系的元件。
4，去耦合电容简称去耦电容。
5，例如，晶体管放大器发射极有一个自给偏压电阻，它同时又使信号产生压降反馈到输入端形成了输入输出信号耦合，这个电阻就是产生了耦合的元件，如果在这个电阻两端并联一个电容，由于适当容量的电容器对交流信号较小的阻抗（这需要计算）这样就减小了电阻产生的耦合效应，故称此电容为去耦电容。

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。

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电容是板卡设计中必用的元件，其品质的好坏已经成为我们判断板卡质量的一个很重要的方面。

①电容的功能和表示方法。
由两个金属极，中间夹有绝缘介质构成。电容的特性主要是隔直流通交流，因此多用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐。电容在电路中用“C”加数字表示，比如C8，表示在电路中编号为8的电容。

②电容的分类。

电容按介质不同分为：气体介质电容，液体介质电容，无机固体介质电容，有机固体介质电容电解电容。按极性分为：有极性电容和无极性电容。按结构可分为：固定电容，可变电容，微调电容。

③电容的容量。

电容容量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，容抗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)。

④电容的容量单位和耐压。

电容的基本单位是F（法），其它单位还有：毫法（mF）、微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF）。由于单位F 的容量太大，所以我们看到的一般都是μF、nF、pF的单位。换算关系：1F＝1000000μF，1μF=1000nF=1000000pF。

每一个电容都有它

的耐压值，用V表示。一般无极电容的标称耐压值比较高有：63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V等。有极电容的耐压相对比较低，一般标称耐压值有：4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、220V、400V等。

⑤电容的标注方法和容量误差。

电容的标注方法分为：直标法、色标法和数标法。对于体积比较大的电容，多采用直标法。如果是0.005，表示0.005uF=5nF。如果是5n，那就表示的是5nF。

数标法：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10的多少次方。如：102表示10x10x10 PF=1000PF，203表示20x10x10x10 PF。

色标法，沿电容引线方向，用不同的颜色表示不同的数字，第一、二种环表示电容量，第三种颜色表示有效数字后零的个数（单位为pF）。颜色代表的数值为：黑=0、棕=1、红=2、橙=3、黄=4、绿=5、蓝=6、紫=7、灰=8、白=9。

电容容量误差用符号F、G、J、K、L、M来表示，允许误差分别对应为±1%、±2%、±5%、±10%、±15%、±20%。

⑥电容的正负极区分和测量。

电容上面有标志的黑块为负极。在PCB上电容位置上有两个半圆，涂颜色的半圆对应的引脚为负极。也有用引脚长短来区别正负极长脚为正，短脚为负。

当我们不知道电容的正负极时，可以用万用表来测量。电容两极之间的介质并不是绝对的绝缘体，它的电阻也不是无限大，而是一个有限的数值，一般在1000兆欧以上。电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻或漏电电阻。只有电解电容的正极接电源正（电阻挡时的黑表笔），负端接电源负（电阻挡时的红表笔）时，电解电容的漏电流才小（漏电阻大）。反之，则电解电容的漏电流增加（漏电阻减小）。这样，我们先假定某极为“+”极，万用表选用R*100或R*1K挡，然后将假定的“+”极与万用表的黑表笔相接，另一电极与万用表的红表笔相接，记下表针停止的刻度（表针靠左阻值大），对于数字万用表来说可以直接读出读数。然后将电容放电（两根引线碰一下），然后两只表笔对调，重新进行测量。两次测量中，表针最后停留的位置靠左（或阻值大）的那次，黑表笔接的就是电解电容的正极。

⑦电容使用的一些经验及来四个误区。

一些经验：在电路中不能确定线路的极性时，建议使用无极电解电容。通过电解电容的纹波电流不能超过其充许范围。如超过了规定值，需选用耐大纹波电流的电容。电容的工作电压不能超过其额定电压。在进行电容的焊接的时候，电烙铁应与电容的塑料外壳保持一定的距离，以防止过热造成塑料套管破裂。并且焊接时间不应超过10秒，焊接温度不应超过260摄氏度。

四个

误区：

●电容容量越大越好。

很多人在电容的替换中往往爱用大容量的电容。我们知道虽然电容越大，为IC提供的电流补偿的能力越强。且不说电容容量的增大带来的体积变大，增加成本的同时还影响空气流动和散热。关键在于电容上存在寄生电感，电容放电回路会在某个频点上发生谐振。在谐振点，电容的阻抗小。因此放电回路的阻抗最小，补充能量的效果也最好。但当频率超过谐振点时，放电回路的阻抗开始增加，电容提供电流能力便开始下降。电容的容值越大，谐振频率越低，电容能有效补偿电流的频率范围也越小。从保证电容提供高频电流的能力的角度来说，电容越大越好的观点是错误的，一般的电路设计中都有一个参考值的。

●同样容量的电容，并联越多的小电容越好，

耐压值、耐温值、容值、ESR(等效电阻)等是电容的几个重要参数，对于ESR自然是越低越好。ESR与电容的容量、频率、电压、温度等都有关系。当电压固定时候，容量越大，ESR越低。在板卡设计中采用多个小电容并连多是出与PCB空间的限制，这样有的人就认为，越多的并联小电阻，ESR越低，效果越好。理论上是如此，但是要考虑到电容接脚焊点的阻抗，采用多个小电容并联，效果并不一定突出。

●ESR越低，效果越好。

结合我们上面的提高的供电电路来说，对于输入电容来说，输入电容的容量要大一点。相对容量的要求，对ESR的要求可以适当的降低。因为输入电容主要是耐压，其次是吸收MOSFET的开关脉冲。对于输出电容来说，耐压的要求和容量可以适当的降低一点。ESR的要求则高一点，因为这里要保证的是足够的电流通过量。但这里要注意的是ESR并不是越低越好，低ESR电容会引起开关电路振荡。而消振电路复杂同时会导致成本的增加。板卡设计中，这里一般有一个参考值，此作为元件选用参数，避免消振电路而导致成本的增加。

●好电容代表着高品质。

“唯电容论”曾经盛极一时，一些厂商和媒体也刻意的把这个事情做成一个卖点。在板卡设计中，电路设计水平是关键。和有的厂商可以用两相供电做出比一些厂商采用四相供电更稳定的产品一样，一味的采用高价电容，不一定能做出好产品。衡量一个产品，一定要全方位多角度的去考虑，切不可把电容的作用有意无意的夸大.






鄙人学习模拟电路没有受过正规的训练。很多朋友问我，怎么学习模拟电路，我得回答是：看模拟电路的书籍。朋友说，这样说太笼统了，让我仔细说一说。其实我也不知道从何说起。就把我认为该掌握的一些要点列举一下，仅共参考，如有不妥之处

，敬请批评指正。

1.掌握二极管，三极管，场效应的特性以及主要参数。这些是最常用到的器件。

2.掌握半桥和全桥整流的形式，最长用的RC滤波，和LC滤波以及“拍”型滤波电路的应用场合，理解这些元器件的参数选取。

3. 掌握单管共射（共源）、共集（共漏）、共基（共栅）放大电路的组成，工作原理、特点及直流和交流等效电路分析法.牢记测试三极管和场效应管的法则，并能识别管子的管脚。

4.知道差模信号和共模信号的概念，双端输入和单端输入的区别，零点漂移的原因以及克服他的方法。

5. 通用集成运算放大器的组成、工作原理及其主要特性，学会用分析理想运放的方法。

6.正确理解什么是反馈，掌握判别电路是否存在反馈？是正反馈还是负反馈？是交流反馈还是直流反馈，是电压反馈还是电流反馈？是串联反馈还是并联反馈？

7. 掌握由理想运放放大器组成的反相、同相比例电路，加法运算电路，减法运算电路、积分电路和微分电路，乘法电路，指数电路和对数电路的原理，学会设计滞后比较器。

8.了解频率响应和失真的概念。理解单管放大电路或者运放放大电路的 f L 、 f H 计算。

9.掌握单门限电压比较器的电路组成、工作原理及传输特性。

10. 掌握正弦波振荡电路的振荡条件和 RC 桥式正弦波振荡电路的电路组成，振荡频率的计算，了解稳幅原理，知道最常用的典型的波形发生器电路。

11. 理解三点式 LC ，RC正弦波振荡电路结构及其工作原理，以及石英晶体振荡器的工作原理，知道有源晶振和无源晶振的有缺点。

12.了解功率放大器的三种工作状态，甲类、乙类和甲乙类的工作特点以及功率、效率、非线性失真的物理概念和相互关系。最长用的OTL功放电路的特点以及应用场合。

13.掌握三相电路的特点，无功功率，有功功率，功率因数。怎样提高功率因数。

14.知道是么是调谐和解调。

还有很多的方面都没有设计到，只是泛泛的列举了几条，肯定需要的知识还是很多的。以后想到了再补充吧。

希望大家多多指正，多多批评