旁路、耦合、退耦电容的选取.doc

旁路、退耦、耦合电容选取高手与前辈们总是告诉我们这样经验法则:“在电路板电源接入端放置一个1~10μF电容,滤除低频噪声;~,滤除高频噪声。”在书店里能够得到大多数高速PCB设计、高速数字电路设计经典教程中也不厌其烦引用该首选法则(老外俗称RuleofThumb)。但是为什么要这样使用呢?各位看官,如果你是电路设计高手,你可以去干点别更重要事情了,因为以下内容仅是针对我等入门级甚至是门外级菜鸟。做电路人都知道需要在芯片附近放一些小电容,至于放多大?放多少?怎么放?将该问题讲清楚文章很多,只是比较零散分布于一些前辈大作中。鄙人试着采用拾人牙慧方法将几个问题放在一起讨论,希望能加深对该问题理解;如果很不幸,这些对你学****与工作正好稍有帮助,那我不胜荣幸屁颠屁颠了。(以上有些话欠砍,在此申明以上不是我所写)什么是旁路?旁路(Bypass),在电路中为了改变某条支路频率特性,使得它在某些频段内存在适当阻值,而在另一些频段内则处于近似短路状态,于是便产生了旁路电容概念。旁路电容之所以为旁路电容,是因为它旁边还存在着一条主路,而并不是某些电容天生就是用来做旁路电容,也就是说什么种类电容都可以用来做旁路电容,关键在于电容容值大小合适与否。旁路电容并不是电解电容或是陶瓷电容专利。之所以低频电路中多数旁路电容都采用电解电容原因在于陶瓷电容容值难以达到所需要大小。使用旁路电容目就是使旁路电容针对特定频率以上信号相对于主路来说是短路。如图形式:要求旁路电容需要取值大小;已知:1、旁路电容要将流经电阻R频率高于f交流信号近似短路。求旁路电容大小?解:旁路电容C目就是在频率f以上将原本流经R绝大多数电流短路;也即频率为f时,容抗远小于电阻值;当f=1khz,R=1k时,。因此取47uf已近很足够了,当然再大一点也不为过,100uf都还算能接受,电容适当增大可以使得旁路更充分,而且在给定频率以上支路品质因数更低,也就使得整个支路表现出来容性更弱,支路对信号相位影响更小,笔者认为旁路电容值在上述计算值100到1000倍都可以接受。不过如果要是大于上式计算出值5000倍就不太好了。不过再大也不会得到多少回报,甚至有可能带来不好后果,因为实际电容永远都不是一个纯粹电容。电容越大带来其分布电感也将更显著。什么是耦合?耦合,有联系意思。单元电路级联时,中间如果采用是电容来传递信号,能量通过电容从前级传至后级,则此电容即耦合电容,作为耦合电容就应当使得两级直流信号无法串通,只有交流信号得以通过,正因为如此使得静态设置不相互影响,那么耦合电容该如何设定呢?已知:如图,Rs表征了前级输出电阻,R表征了后级输入电阻,级间传递信号频率在f以上求C大小。解:要求信号尽可能多传到R则C容抗应当远小于R即:如果R=5000,需要传输信号频率为1000hz以上,则C=,当然适当大点会更好啊,一般电路输入电阻求起来不是一下两下是,因而笔者建议将输入电阻取个大概较小值然后估算出电容值,稍微大一点,不会有问题。由上式可知C大小不受Rs影响。那么Rs到底影响了什么呢?当Rs较大时,R便相对更小,前级信号传递到后级电压值更小,也就是Rs太大,或是R太小,那么增加电容值(即加深级间耦合程度)也无法挽回大局,