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      2. 去耦電容和旁路電容的主要區(qū)別

        發(fā)布時間:2024-03-03
        旁路電容不是理論概念,而是一個經(jīng)常使用的實用方法,在50--60年代,這個詞也就有它特有的含義,現(xiàn)在已不多用。電子管或者晶體管是需要偏置的,就是決定工作點的直流供電條件。例如電子管的柵極相對于陰極往往要求加有負壓,為了在一個直流電源下工作,就在陰極對地串接一個電阻,利用板流形成陰極的對地正電位,而柵極直流接地,這種偏置技術叫做“自偏”,但是對(交流)信號而言,這同時又是一個負反饋,為了消除這個影響,就在這個電阻上并聯(lián)一個足夠大的點容,這就叫旁路電容。后來也有的資料把它引申使用于類似情況。
        去耦電容在集成電路電源和地之間的有兩個作用:一方面是本集成電路的蓄能電容,另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。數(shù)字電路中典型的去耦電容值是0.1μf。這個電容的分布電感的典型值是5μh。0.1μf的去耦電容有5μh的分布電感,它的并行共振頻率大約在7mhz左右,也就是說,對于10mhz以下的噪聲有較好的去耦效果,對40mhz以上的噪聲幾乎不起作用。1μf、10μf的電容,并行共振頻率在20mhz以上,去除高頻噪聲的效果要好一些。每10片左右集成電路要加一片充放電電容,或1個蓄能電容,可選10μf左右。最好不用電解電容,電解電容是兩層薄膜卷起來的,這種卷起來的結構在高頻時表現(xiàn)為電感。要使用鉭電容或聚碳酸酯電容。去耦電容的選用并不嚴格,可按c=1/f,即10mhz取0.1μf,100mhz取0.01μf。
        一般來說,容量為uf級的電容,象電解電容或鉭電容,他的電感較大,諧振頻率較小,對低頻信號通過較好,而對高頻信號,表現(xiàn)出較強的電感性,阻抗較大,同時,大電容還可以起到局部電荷池的作用,可以減少局部的干擾通過電源耦合出去;容量為0.001~0.1uf的電容,一般為陶瓷電容或云母電容,電感小,諧振頻率高,對高頻信號的阻抗較小,可以為高頻干擾信號提供一條旁路,減少外界對該局部的耦合干擾
        旁路是把前級或電源攜帶的高頻雜波或信號濾除;去藕是為保正輸出端的穩(wěn)定輸出(主要是針對器件的工作)而設的“小水塘”,在其他大電流工作時保證電源的波動范圍不會影響該電路的工作;補充一點就是所謂的藕合:是在前后級間傳遞信號而不互相影響各級靜態(tài)工作點的元件
        有源器件在開關時產(chǎn)生的高頻開關噪聲將沿著電源線傳播。去耦電容的主要功能就是提供一個局部的直流電源給有源器件,以減少開關噪聲在板上的傳播和將噪聲引導到地。
        摘引自倫德全《電路板級的電磁兼容設計》一文,該論文對噪聲耦和路徑、去耦電容和旁路電容的使用都講得不錯。請參閱。
        從電路來說,總是存在驅動的源和被驅動的負載。如果負載電容比較大,驅動電路要把電容充電、放電,才能完成信號的跳變,在上升沿比較陡峭的時候,電流比較大,這樣驅動的電流就會吸收很大的電源電流,由于電路中的電感,電阻(特別是芯片管腳上的電感,會產(chǎn)生反彈),這種電流相對于正常情況來說實際上就是一種噪聲,會影響前級的正常工作。這就是耦合。
        去耦電容就是起到一個電池的作用,滿足驅動電路電流的變化,避免相互間的耦合干擾。
        旁路電容實際也是去耦合的,只是旁路電容一般是指高頻旁路,也就是給高頻的開關噪聲提高一條低阻抗泄防途徑。高頻旁路電容一般比較小,根據(jù)諧振頻率一般是0.1u,0.01u等,而去耦合電容一般比較大,是10u或者更大,依據(jù)電路中分布參數(shù),以及驅動電流的變化大小來確定。
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