電容的一些作用
電源濾波作用
我們知道電容的容量它是由介電常數(shù)、面積還有距離共同來(lái)決定的,用英文表示為εS/d。我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中時(shí),為了改變電容容量,常常通過(guò)改變面積S。當(dāng)電容的容量很大時(shí),我們?yōu)榱藴p小電容的體積,因此需要采用卷疊的方式來(lái)制造電容,但是這樣做往往會(huì)增加電感量。
這里需要注意的是,電容它實(shí)際上是由電阻、電感以及電容組成的一個(gè)復(fù)合元件,所以,電容的電感量也是會(huì)隨著電容量的增大繼續(xù)增大。在50Hz低頻的情況下我們使用2200uF的電容是非常好的選擇。但是,對(duì)于高頻(K、MHz)來(lái)說(shuō),因?yàn)殡姼辛刻螅噪娙輲缀鯖](méi)有用武之地。
所以,我們?cè)谠O(shè)計(jì)和選用電容的時(shí)候,往往需要根據(jù)電容實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景的不同要求來(lái)綜合考慮,來(lái)采用不同類(lèi)型還有容量的電容進(jìn)行濾波。往往高手通常會(huì)選擇使用大、中、小三種不同類(lèi)型的電容來(lái)分別應(yīng)對(duì)低、中、高頻的濾波需求。
穩(wěn)壓的作用
芯片的電源與地之間連接電容的原因基本上有兩個(gè)方面:一個(gè)是儲(chǔ)能和另一個(gè)旁路儲(chǔ)能。
第一,電子電路的功耗往往會(huì)有波動(dòng),當(dāng)功耗突然加大時(shí),如果沒(méi)有電容來(lái)應(yīng)對(duì)電壓突變,電源的電壓會(huì)被拉的很低,因此產(chǎn)生噪聲或者振鈴現(xiàn)象,嚴(yán)重的時(shí)候甚至可能會(huì)導(dǎo)致芯片重啟。這里,大容量電容可以立馬釋放儲(chǔ)存的電能,來(lái)穩(wěn)定電源電壓。這種作用可以比作河流和水庫(kù)的關(guān)系,電容就像水庫(kù)一樣儲(chǔ)存電能,突然需要時(shí)會(huì)立馬釋放出來(lái),來(lái)穩(wěn)定電源電壓。
第二,電路上的電流經(jīng)常會(huì)存在脈動(dòng),比如數(shù)字電路的同步頻率,它會(huì)導(dǎo)致電源電壓的脈動(dòng)。這種脈動(dòng)它是一種交流的噪聲,往往小容量的無(wú)極電容它可以把這種噪聲旁路到地。這是應(yīng)用了電容的特性,可以通交流而阻直流,這里小容量電容的通頻帶比大電容要高很多。通過(guò)旁路電容的作用,可以將這種交流噪聲有效地濾除掉,進(jìn)而來(lái)提高電路的穩(wěn)定性。
所以,電源與地之間連接電容的主要幾個(gè)作用就是儲(chǔ)能和旁路儲(chǔ)能,來(lái)穩(wěn)定電源電壓并濾除交流的噪聲,從而持續(xù)提高電路的穩(wěn)定性。
總結(jié)
一些小容量的無(wú)極性的電容兩端它到芯片的電源引腳距離和地引腳連接線(xiàn)要盡可能的短,越短效果越好。
板子的供電電源通常都是由其他電路板引入進(jìn)來(lái)的,電解電容通常每塊電路板上用的很少,因?yàn)檎嫉胤?。假如電路板上使用一個(gè)電解電容,我們將其放在電源進(jìn)入到這個(gè)電路板的地方會(huì)比較好。假如這個(gè)電路板上使用了兩個(gè)電解電容的話(huà),另一個(gè)我們要放在耗電最多的芯片附近這里。這都與電路板元器件的布局、地線(xiàn)的走線(xiàn)規(guī)劃(多層板通常有地層)都是有關(guān)系的。
10MHz以下的噪聲頻率,我們可以通過(guò)0.1μF的電容來(lái)進(jìn)行濾波,效果相對(duì)比較好。
簡(jiǎn)單的來(lái)說(shuō),我們是將干擾通過(guò)電容接地的方法,可以有效地濾除掉低頻噪聲。
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