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什么是去耦电容?

作者: 编辑: 来源: 发布日期:2019-08-30

       去耦电容器是并联在电源线上的电容器,并且分布在电路IC中。它们的目的是通过提供具有低串联阻抗损耗的瞬态电流来大大减少电源线上的瞬态电压偏移。


       在现代电子电路中,功率分配从来都不是完美的,导线中总有一些物理电阻,PCB走线通向集成电路和其他电路元件。

       对于所有类型的电路,但特别是快速的数字电路,可能发生引起大电流尖峰的事件。在数字电路中,它可以是时钟同步逻辑,同时具有许多门转换。在这种情况下,所有栅极电容必须在大约一纳秒内充电到新的水平。这导致电力线中的电流尖峰和分配电阻导致电源电压下降。只需考虑电源到IC的0.1欧姆电阻,10A就会在电源线上产生1V的毛刺。

       IC之间分布的一系列小“去耦”电容将有助于缓解这一问题。它们存储的电荷将保持逻辑电源,并以非常低的走线电阻从0.1英寸远处提供所需的瞬态电流。

这当然也适用于快速模拟电路,以保持片上瞬态以及由附近数字芯片邻居引起的电源瞬变。

通常使用从.1 uF到.01 uF甚至1 uF和.001 uF的电容器范围,因为所使用的电容器通常具有来自其固有电感的共振,这会影响它们可以解耦的频率范围。
 

一些设计人员使用串联电阻或电感来进一步将去耦电容与主线隔离,从而防止瞬态反馈到主电源线。

 

完美的电源:
       不存在完全稳定的电源。大多数电源都表现出某种不稳定性,例如电压骤降或尖峰。这就是为什么你会在旧收音机中发出噼啪声或嗡嗡声。

如何确保电源的任何快速,短暂的变化都不会影响电路的其余部分?
       使用电容器将其与电路的其余部分分离。去耦电容器就像一个临时储能器。它反对电压的快速变化。如果存在电压尖峰,则电容器吸收该能量并将其转换为热量。如果存在电压骤降,它会在短时间内提供能量以保持电压稳定。

       因此,噪音在电路的一端,有效地与另一端解耦。如今,您使用的每个IC都内置一个去耦电容。通常,100纳瓦级陶瓷电容通常用于3-5 V IC。

电容需要多大?
       您只需并联连接合适的电容值即可如果信号是DC,则可以滤除大多数AC分量。较大的电容值可存储更多能量。因此,它们可以解耦较低的电压频率偏移。较小的电容值可以滤除电压的高频变化。

 


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