耦合電容和分布電容的選用
從電路來說,總是存在驅(qū)動的源和被驅(qū)動的負載。如果負載電容比較大,驅(qū)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(qū)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。去藕電容就是起到一個電池的作用,滿足驅(qū)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藕合的,只是旁路電容一般是指高頻旁路,也就是給高頻的開關(guān)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(qū)動電流的變化大小來確定。
旁路是把輸入信號中的干擾作為濾除對象,而去耦是把輸出信號的干擾作為濾除對象,防止干擾信號返回電源。這應該是他們的本質(zhì)區(qū)別。
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(jié)構(gòu)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。
分布電容是指由非形態(tài)電容形成的一種分布參數(shù)。一般是指在印制板或其他形態(tài)的電路形式,在線與線之間、印制板的上下層之間形成的電容。這種電容的容量很小,但可能對電路形成一定的影響。在對印制板進行設計時一定要充分考慮這種影響,尤其是在工作頻率很高的時候。也成為寄生電容,制造時一定會產(chǎn)生,只是大小的問題。布高速PCB 時,過孔可以減少板層電容,但會增加電感。分布電感是指在頻率提高時,因?qū)w自感而造成的阻抗增加.
電容器選用及使用注意事項:
1,一般在低頻耦合或旁路,電氣特性要求較低時,可選用紙介、滌綸電容器;在高頻高壓電路中,應選用云母電容器或瓷介電容器;在電源濾波和退耦電路中,可選用電解電容器。
2,在振蕩電路、延時電路、音調(diào)電路中,電容器容量應盡可能與計算值一致。在各種濾波及網(wǎng)(選頻網(wǎng)絡),電容器容量要求精確;在退耦電路、低頻耦合電路中,對同兩級精度的要求不太嚴格。
3,電容器額定電壓應高于實際工作電壓,并要有足夠的余地,一般選用耐壓值為實際工作電壓兩倍以上的電容器。
4,優(yōu)先選用絕緣電阻高,損耗小的電容器,還要注意使用環(huán)境。