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如何选择旁路电容的尺寸

关键的外卖

  • 了解旁路电容

  • 影响旁路电容器尺寸和位置的因素

  • 决定旁路电容尺寸时阻抗与阻抗的关系

旁路电容保护电路不受电压过高的影响

大多数工程师都知道与电涌有关的问题,它会在电路中产生高频噪声。这可能会导致诸如振铃或阻抗不匹配等问题,从而导致干扰或功率传输不足。这就是为什么几乎所有类型的电气设备都需要接地的原因。为什么?接地是一种有效的方法防止过剩电压和相关噪声通过电网,从而使其稳定。这可以很容易地保证使用电容器,特别是旁路电容器,在电气设备的设计。

旁路电容器放置的方式和位置对确定电路的功能和安全性起着重要作用。旁路电容的尺寸也应给予同样的重视。这篇文章将讨论旁路电容器的基础知识,以及在广泛的电路布局中它们的尺寸要求。

什么是旁路电容?

在一个系统电路中,有必要保持一个干净的信号。旁路电容器连接到直流电源时,通过将高频交流噪声减短到地面,可获得干净的直流信号。旁路电容的一端接在电源引脚上,另一端接在地上。纯直流信号直接通过电路。然而,当电容器检测到交流信号,它将过滤这个信号,绕过它到地面。这个函数的优点是:

  • 电路中任何类型的电阻都被移除
  • 电路中的电压降可以通过储存电荷来消除

通常,我们可以看到条款解耦电容旁路电容可互换使用。这些电容器具有相似的功能,即屏蔽交流噪声以提高电路性能。然而,如果我们仔细观察,旁路电容更关心偏离和分流噪声,而不是用去耦电容平滑信号。

旁路电容的尺寸和位置

旁路电路的原理图

当在任何标准PCB上放置旁路电容时,它通常应该尽可能靠近IC引脚。电容与电源引脚之间的距离越大,电感增加越多,严重降低信号质量。信号质量也很大程度上取决于旁路电容的大小。旁路电容的大小大多是根据电容值来确定的。常用值分别为1μF和0.1μF,分别用于处理低、高值频率。

让我们以上面的电路为例。当电流通过电路时,有两种路径:

  1. 通过电阻
  2. 通过电容器

电流倾向于走电阻最小的路径,这意味着如果旁路电容提供的电阻比电阻小,就可以达到将交流信号分流到地面的目的。因此,经验法则是,电容的值应该至少是R值的10倍E,发射极电阻。

在数字或模拟设备中,确定旁路电容值的一般公式为:

旁路电容器电容

Xc为电抗,f为工作频率。

旁路电容器的阻抗

旁路电容的大小也取决于电路中的阻抗.电容阻抗可由下式计算:

电容阻抗

这表明了电容和阻抗之间的反比关系。当电容器充满电或放电时,阻抗是无穷大的,也就是说,它就像一个开路,不允许电流通过。这意味着大电容需要很长时间充放电,而小电容可以快速充放电,就像一个开路电路,不允许电流通过(高阻抗)。因此,当需要低阻抗时,可以使用大值电容。

用PSpice计算旁路电容大小

了解通过集成电路的信号行为,包括其频率和阻抗,提供了选择理想旁路电容大小的合适途径。如前所述,一般使用的电容值为1μF和0.1μF来处理低、高值频率。旁路电容的放置和尺寸的确定是电路设计的重要组成部分。

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