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耦合和退耦及去耦電容介紹

作者:佚名    文章來(lái)源:本站原創(chuàng)    點(diǎn)擊數(shù):    更新時(shí)間:2010-9-23

耦合指信號(hào)由第一級(jí)向第二級(jí)傳遞的過(guò)程,一般不加注明時(shí)往往是指交流耦合。
退耦是指對(duì)電源采取進(jìn)一步的濾波措施,去除兩級(jí)間信號(hào)通過(guò)電源互相干擾的影響。
耦合常數(shù)是指耦合電容值與第二級(jí)輸入阻抗值乘積對(duì)應(yīng)的時(shí)間常數(shù)。

退耦有三個(gè)目的:

1.將電源中的高頻紋波去除,將多級(jí)放大器的高頻信號(hào)通過(guò)電源相互串?dāng)_的通路切斷;
2.大信號(hào)工作時(shí),電路對(duì)電源需求加大,引起電源波動(dòng),通過(guò)退耦降低大信號(hào)時(shí)電源波動(dòng)對(duì)輸入級(jí)/高電壓增益級(jí)的影響;3.形成懸浮地或是懸浮電源,在復(fù)雜的系統(tǒng)中完成各部分地線或是電源的協(xié)調(diào)匹配。

1,耦合,有聯(lián)系的意思。
2,耦合元件,尤其是指使輸入輸出產(chǎn)生聯(lián)系的元件。
3,去耦合元件,指消除信號(hào)聯(lián)系的元件。
4,去耦合電容簡(jiǎn)稱去耦電容。
5, 例如,晶體管放大器發(fā)射極有一個(gè)自給偏壓電阻,它同時(shí)又使信號(hào)產(chǎn)生壓降反饋到輸入端形成了輸入輸出信號(hào)耦合,這個(gè)電阻就是產(chǎn)生了耦合的元件,如果在這個(gè)電 阻兩端并聯(lián)一個(gè)電容,由于適當(dāng)容量的電容器對(duì)交流信號(hào)較小的阻抗(這需要計(jì)算)這樣就減小了電阻產(chǎn)生的耦合效應(yīng),故稱此電容為去耦電容。

有源器件在開(kāi)關(guān)時(shí)產(chǎn)生的高頻開(kāi)關(guān)噪聲將沿著電源線傳播。去耦電容的主要功能就是提供一個(gè)局部的直流電源給有源器件,以減少開(kāi)關(guān)噪聲在板上的傳播和將噪聲引導(dǎo)到地。

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所謂退耦,既防止前后電路網(wǎng)絡(luò)電流大小變化時(shí),在供電電路中所形成的電流沖動(dòng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的正常工作產(chǎn)生影響。換言之,退耦電路能夠有效的消除電路網(wǎng)絡(luò)之間的寄生耦合。
退耦濾波電容的取值通常為47~200μF,退耦壓差越大時(shí),電容的取值應(yīng)越大。所謂退耦壓差指前后電路網(wǎng)絡(luò)工作電壓之差。
如下圖為典型的RC退耦電路,R起到降壓作用:
大家看到圖中,在一個(gè)大容量的電解電容C1旁邊又并聯(lián)了一個(gè)容量很小的無(wú)極性電容C2
原因很簡(jiǎn)單,因?yàn)樵诟哳l情況下工作的電解電容與小容量電容相比,無(wú)論在介質(zhì)損耗還是寄生電感等方面都有顯著的差別(由于電解電容的接觸電阻和等效電感的影響,當(dāng)工作頻高于諧振頻率時(shí),電解電容相當(dāng)于一個(gè)電感線圈,不再起電容作用)。在不少典型電路,如電源退耦電路,自動(dòng)增益控制電路及各種誤差控制電路中,均采用了大容量電解電容旁邊并聯(lián)一只小電容的電路結(jié)構(gòu),這樣大容量電解電容肩負(fù)著低頻交變信號(hào)的退耦,濾波,平滑之作用;而小容量電容則以自身固有之優(yōu)勢(shì),消除電路網(wǎng)絡(luò)中的中,高頻寄生耦合。在這些電路中的這一大一小的電容均稱之為退耦電容。
在一個(gè)大的電容上還并聯(lián)一個(gè)小電容的原因
大電容由于容量大,所以體積一般也比較大,且通常使用多層卷繞的方式制作,這就導(dǎo)致了大電容的分布電感比較大(也叫等效串聯(lián)電感,英文簡(jiǎn)稱ESL)。

電感對(duì)高頻信號(hào)的阻抗是很大的,所以,大電容的高頻性能不好。而一些小容量電容則剛剛相反,由于容量小,因此體積可以做得很小(縮短了引線,就減小了ESL,因?yàn)橐欢螌?dǎo)線也可以看成是一個(gè)電感的),而且常使用平板電容的結(jié)構(gòu),這樣小容量電容就有很小ESL這樣它就具有了很好的高頻性能,但由于容量小的緣故,對(duì)低頻信號(hào)的阻抗大。

所以,如果我們?yōu)榱俗尩皖l、高頻信號(hào)都可以很好的通過(guò),就采用一個(gè)大電容再并上一個(gè)小電容的方式。

常使用的小電容為 0.1uF的瓷片電容,當(dāng)頻率更高時(shí),還可并聯(lián)更小的電容,例如幾pF,幾百pF的。而在數(shù)字電路中,一般要給每個(gè)芯片的電源引腳上并聯(lián)一個(gè)0.1uF的電容到地(這個(gè)電容叫做退耦電容,當(dāng)然也可以理解為電源濾波電容,越靠近芯片越好),因?yàn)樵谶@些地方的信號(hào)主要是高頻信號(hào),使用較小的電容濾波就可以了。
Tags:耦合,退耦  
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