EMC設計必讀:去耦電容和旁路電容的深度解讀
發布時間:2014-06-20 責任編輯:xueqi
【導讀】本文詳細解釋了去耦電容和旁路電容的概念和作用,並對其使用進行了分析,對電路板級EMC設計很有幫助。
旁路電容不是理論概念,而是一個經常使用的實用方法,在50 - 60niandai,zhegeciyejiuyoutateyoudehanyi,xianzaiyibuduoyong。dianziguanhuozhejingtiguanshixuyaopianzhide,jiushijuedinggongzuodiandezhiliugongdiantiaojian。lirudianziguandezhajixiangduiyuyinjiwangwangyaoqiu 加jia有you負fu壓ya,為wei了le在zai一yi個ge直zhi流liu電dian源yuan下xia工gong作zuo,就jiu在zai陰yin極ji對dui地di串chuan接jie一yi個ge電dian阻zu,利li用yong板ban流liu形xing成cheng陰yin極ji的de對dui地di正zheng電dian位wei,而er柵zha極ji直zhi流liu接jie地di,這zhe種zhong偏pian置zhi技ji術shu叫jiao做zuo“自偏”,但是對(交流)信xin號hao而er言yan,這zhe同tong時shi又you是shi一yi個ge負fu反fan饋kui,為wei了le消xiao除chu這zhe個ge影ying響xiang,就jiu在zai這zhe個ge電dian阻zu上shang並bing聯lian一yi個ge足zu夠gou大da的de點dian容rong,這zhe就jiu叫jiao旁pang路lu電dian容rong。後hou來lai也ye有you的de資zi料liao把ba它ta引yin申shen使shi用yong於yu類lei似si情qing況kuang。
去耦電容在集成電路電源和地之間的有兩個作用:一方麵是本集成電路的蓄能電容,另一方麵旁路掉該器件的高頻噪聲。數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,它的並行共振頻率大約在7MHz左右,也就是說,對於 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,並行共振頻率在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 結構在高頻時表現為電感。要使用鉭電容或聚碳酸酯電容。去耦電容的選用並不嚴格,可按C=1/F,即10MHz取0.1μF,100MHz取 0.01μF。
一般來說,容量為uf級的電容,象電解電容或鉭電容,他的電感較大,諧振頻率較小,對低頻信號通過較好,而對高頻信號,表現出 較強的電感性,阻抗較大,同時,大電容還可以起到局部電荷池的作用,可以減少局部的幹擾通過電源耦合出去;容量為0.001~0.1uf的電容,一般為陶 cidianronghuoyunmudianrong,dianganxiao,xiezhenpinlvgao,duigaopinxinhaodezukangjiaoxiao,keyiweigaopinganraoxinhaotigongyitiaopanglu,jianshaowaijieduigaijubudeouheganrao。
旁路是把前級或電源攜帶的高頻雜波或信號濾除;去藕是為保正輸出端的穩定輸出(主要是針對器件的工作)而設的“小水塘”,在其他大電流工作時保證電源的波動範圍不會影響該電路的工作;補充一點就是所謂的藕合:是在前後級間傳遞信號而不互相影響各級靜態工作點的元件。
有源器件在開關時shi產chan生sheng的de高gao頻pin開kai關guan噪zao聲sheng將jiang沿yan著zhe電dian源yuan線xian傳chuan播bo。去qu耦ou電dian容rong的de主zhu要yao功gong能neng就jiu是shi提ti供gong一yi個ge局ju部bu的de直zhi流liu電dian源yuan給gei有you源yuan器qi件jian,以yi減jian少shao開kai關guan噪zao聲sheng在zai板ban上shang的de傳chuan播bo和he將jiang噪zao聲sheng引yin導dao到dao地di。
從電路來說,總是存在驅動的源和被驅動的負載。如果負載電容比較大,驅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,這樣驅動的電流就會吸收很大的電源電流,由於電路中的電感,電阻(特別是芯片管腳上的電感,會產生反彈),這種電流相對於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。
去耦電容就是起到一個電池的作用,滿足驅動電路電流的變化,避免相互間的耦合幹擾。
旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)實(shi)際(ji)也(ye)是(shi)去(qu)耦(ou)合(he)的(de),隻(zhi)是(shi)旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)一(yi)般(ban)是(shi)指(zhi)高(gao)頻(pin)旁(pang)路(lu),也(ye)就(jiu)是(shi)給(gei)高(gao)頻(pin)的(de)開(kai)關(guan)噪(zao)聲(sheng)提(ti)高(gao)一(yi)條(tiao)低(di)阻(zu)抗(kang)泄(xie)防(fang)途(tu)徑(jing)。高(gao)頻(pin)旁(pang)路(lu)電(dian)容(rong)一(yi)般(ban)比(bi)較(jiao)小(xiao),根(gen)據(ju)諧(xie)振(zhen)頻(pin)率(lv)一(yi)般(ban)是(shi) 0.1u,0.01u等,而去耦合電容一般比較大,是10u或者更大,依據電路中分布參數,以及驅動電流的變化大小來確定。
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