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浅谈:什么是去耦电容器,去耦电容作用

更新时间:2019-12-30
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什么是去耦电容器

去耦电容器,也称为旁路电容器,用作一种储能器。您会发现这些人通常放置在PCB布局上尽可能靠近集成电路(IC)的地方。一旦充满电,他们的工作就是简单地抵抗来自电源的输入电压的任何意外变化。当去耦电容器就位时,它将执行以下两项操作之一:

 

如果输入电压下降,则去耦电容器将能够为IC提供足够的功率,以保持电压稳定。

如果电压升高,则去耦电容器将能够吸收试图流过IC的多余能量,从而再次保持电压稳定。

所有这些都是必需的,因为在典型的电路板上会产生大量的电噪声,而且我们认为我们在整个地方流过的稳定5V实际上会随着组件之间的移动而跳动。

 

某些组件(例如集成电路)依赖于其输入电压尽可能稳定,因此,当在IC旁边放置一个去耦电容器时,将能够滤除任何多余的噪声并产生良好的,稳定的信号,从而保护那些敏感的芯片。动力源。如果在IC旁边不使用去耦电容会怎样?好吧,您可能会选择一个处理器,该处理器开始跳过指令并表现异常。

 

去耦电容器作用

去耦电容主要是去除高频如RF信号的干扰,干扰的进入方式是通过电磁辐射。

而实际上,芯片附近的电容还有蓄能的作用,这是第二位的。你可以把总电源看作密云水库,我们大楼内的家家户户都需要供水,这时候,水不是直接来自于水库,那样距离太远了,等水过来,我们已经渴的不行了。实际水是来自于大楼顶上的水塔,水塔其实是一个缓冲器的作用。如果微观来看,高频器件在工作的时候,其电流是不连续的,而且频率很高,而器件VCC到总电源有一段距离,即便距离不长,在频率很高的情况下,阻抗Z=i*wL+R,线路的电感影响也会非常大,会导致器件在需要电流的时候,不能被及时供给。而去耦电容可以弥补此不足。这也是为什么很多电路板在高频器件VCC管脚处放置小电容的原因之一。

 

有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播。去耦电容的主要功能就是提供一个局部的直流电源给有源器件,以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地。

 

旁路电容在集成电路电源和地之间有两个作用:一方面是本集成电路的蓄能电容,另一方面旁路掉该器件的高频噪声。数字电路中典型的去耦电容值是0.1μF。这个电容的分布电感的典型值是5nH。0.1μF的去耦电容有5nH的分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,计算方法为  也就是说,对于10MHz以下的噪声有较好的去耦效果,对40MHz以上的噪声几乎不起作用。1μF、10μF的电容,并行共振频率在2MHz以上,去除低频噪声的效果要好一些。每10片左右集成电路要加一片充放电电容,或1个蓄能电容,可选10μF左右。最好不用电解电容,电解电容是两层薄膜卷起来的,这种卷起来的结构在高频时表现为电感。要使用钽电容或聚碳酸酯电容。去耦电容的选用并不严格,其电容值可按C=1/F来计算,即10MHz取0.1μF,100MHz取0.01μF。

 

如何使用去耦电容器

查看下面的示意图;它展示了在IC旁边放置去耦电容器的典型应用。如您所见,您有一个10uF的电容器位于离IC最远的地方,这有助于消除输入电压中的任何低频变化。

去耦电容器示意图.png

 

在IC旁边使用去耦电容器的典型应用。

 

然后将0.1uF电容器放置在最靠近IC的位置。这将有助于消除电路中的任何高频噪声。当将这两个电容器组合在一起时,将为您的IC提供平稳,不间断的电压以供使用。在您自己的设计中使用去耦电容器时,请牢记以下三点:

 

放置。您将始终要在电源(无论是5V还是3.3V)与地之间连接去耦电容器。

距离。您总是希望将去耦电容器尽可能靠近IC放置。它们距离越远,效果越差。

评分。通常,我们总是建议为电路板上的每个集成电路增加一个100nF的陶瓷电容器和一个较大的0.1-10uF的电解电容器。

 

拯救集成电路的生命

到这里,您可能需要了解的有关当今电子字节仅用5分钟即可得到哪些去耦电容器的所有信息。集成电路是一堆敏感的东西,没有平滑的电源,您可能会对跳过的指令和其他奇怪的行为进行故障排除。通过在一个IC旁边放置一组去耦电容器,可以确保无论PCB上有哪种电噪声,它们都能始终获得平滑的输入电压。

 

注:图文源自网络,如有侵权问题请联系删除。

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