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(转贴)耦合电容和分布电容的选用

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发表于 2013-4-7 22:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
(转贴)耦合电容和分布电容的选用--来自中电网:
' P( S/ N1 w% ?% u1 h) A/ t# Y+ S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。
3 ~  s' v, i% Q' s1 H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。
) B3 D1 ]' m# J; w" D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。这应该是他们的本质区别。
. n/ z( K0 r/ A: b% V) s" ]0 R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。
- P) o& S4 d5 e2 d8 H分布电容是指由非形态电容形成的一种分布参数。一般是指在印制板或其他形态的电路形式,在线与线之间、印制板的上下层之间形成的电容。这种电容的容量很小,但可能对电路形成一定的影响。在对印制板进行设计时一定要充分考虑这种影响,尤其是在工作频率很高的时候。也成为寄生电容,制造时一定会产生,只是大小的问题。布高速PCB 时,过孔可以减少板层电容,但会增加电感。
& r" a* R- u+ X% S6 F4 Z! X. l分布电感是指在频率提高时,因导体自感而造成的阻抗增加.
$ ^2 s% B9 S2 L+ o+ p* h/ x电容器选用及使用注意事项:
2 a" L3 b7 p# x4 j1,一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。
+ F5 ~7 U- p$ e/ y* _2,在振荡电路、延时电路、音调电路中,电容器容量应尽可能与计算值一致。在各种滤波及网(选频网络),电容器容量要求精确;在退耦电路、低频耦合电路中,对同两级精度的要求不太严格。0 X( _9 ^" `' y% {' s
3,电容器额定电压应高于实际工作电压,并要有足够的余地,一般选用耐压值为实际工作电压两倍以上的电容器。
& J8 R! p3 E9 f7 a: l- @4,优先选用绝缘电阻高,损耗小的电容器,还要注意使用环境。* V0 k/ w) H7 j/ s; z$ V) k; M! `1 }* C# s
读《耦合电容和分布电容的选用》有感:一字之差,缪以千里! - z/ L  e2 b. s- V9 ~
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。首先:其中0.1uF电容有5uH的分布电感,5uH是5nH吧?根据电容电感并行共振频率公式f=1/2π√LC得出共振频率在225KHz左右,而实测频率确实大约在7MHz左右。+ V% ?9 P0 Z$ l8 Y$ k0 X# ?' M% }
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。# r4 {  y; ?$ H) }! m. U* h
其次:根据上面的理论,稍微仔细点就可看出,1uF实际上是1nF。后面的结论是正确的,实际情况也是这样。
# R! @+ F+ n% K0 B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。
+ y/ A$ l; X/ c3 ]1 {) n再次:电解电容应该指的是铝电解电容了,如果只说电解电容,那么钽电容也是了。另外,仅从结构上说是不完全正确的。大家都知道,电解电容容量高,根据f=1/2π√LC就清楚该用在什么频率范围内。聚碳酸酯电容也有卷饶工艺的嘛。电容的选型要根据频率的大小选择容值、耐压、温度系数、DF值、寿命等合乎要求的型号和系列。高频电路中则不要把电容当作一个单纯的容性器件看待,而是一个电阻、电容(主要因素)、电感(主要因素)的电路模型。, l* V7 c$ t. f: R- s) v( ]
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。  J1 p1 a4 I/ U* ]: ~! [
最后:这句话是对的。经验之谈。
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发表于 2013-4-7 22:53 | 显示全部楼层
知道是好东西,但是看到这么多的图我就直接略过了,有时间再子线看
发表于 2013-4-8 00:16 | 显示全部楼层
很实用的资料。就是字体小了一点。

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