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功放耦合电容的选择,滤波电容影响输出电压

时间:2023-05-03 12:56:21 阅读:63789 作者:2800

耦合往往是指在信号从第一级到第二级传输过程中,如果一般不明确记载,则指交流耦合。

解耦是指对电源采取进一步的滤波措施,消除两个阶段之间的信号通过电源相互干扰的影响。 耦合常数是与耦合电容值和第二级输入阻抗值之积对应的时间常数。

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偶联有三个目的

1 .去除电源中的高频纹波,通过电源相互串扰的路径切断多级放大器的高频信号。

2、大信号工作时,电路对电源的需求加大,引起电源波动,通过解耦降低大信号时电源波动对输入级/高电压增益级的影响。

3、形成杂散地或杂散电源,在复杂系统中完成各部分接地或电源的一致性,有源器件开关时产生的高频开关噪声沿电源线传播。

去耦电容器的主要功能是向有源装置提供局部直流电源,以减少开关噪声到衬底的传播,并将噪声引导到地。

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噪声耦合方式

噪声源产生的噪声信号通过一定的耦合通道对电子控制系统产生电磁干扰作用。 噪声耦合方式不仅通过导线、空间、公共线等作用于电子控制系统。 分析主要有以下几种。

直接合并:

这是干扰入侵的最直接方式,也是系统中最普遍的方式。

噪声信号通过导线直接进入系统,引起对系统的干扰。 对于这种耦合方式,可以采用滤波器解耦合的方法来有效地抑制电磁干扰信号的输入。

公共阻抗耦合:

这也是常见的结合方式。 两个电路的电流有共同路径时经常发生。

公共阻抗耦合有公共地和电源阻抗两种。 要防止这种耦合,必须使耦合阻抗接近零,使干扰源和被干扰对象之间没有公共阻抗。

电容耦合:

也称为电场耦合或静电耦合,是因分布电容的存在而产生的耦合方式。

电磁感应耦合:

也称为磁场耦合。 由于是内部或外部空间电磁场感应的耦合方式,防止该耦合的一般方法是屏蔽容易受到噪声的器件和电路。

辐射偶联:

电磁场的辐射也引起干扰耦合,是不规则的干扰。 这种干扰容易通过电源线传递到系统。

另外,在信号传输路径长的情况下,它们能够发射干扰波,接收干扰波,称为大线效应。

漏电联轴器:

漏电耦合是指电阻性耦合。 绝缘下降时经常会发生这种噪声。

莲藕容量一般容量较大,也就是说意味着不要让噪声耦合到其他部分; 旁路电容器容量小,提供低阻抗的噪声回流路径。

其实这个说法也可以说没有太大的错误。 但偶然查阅相关资料后发现,其实decouple和bypass根本没有任何区别,两者可以通过称谓进行交换。 两者的作用低俗,用作电源。

噪声其实就是电源的变动,电源的变动来自电源自身的变动、负载电流需求的变化和电源系统相应能力的差异导致的电压变动两个方面。 另外,脱藕和旁路电容器都是相对负载变化引起的噪声。

所以他们俩没有必要区分。 另外,实际上电容值的大小、数量也有理论依据,随意选择,有时脱藕电容(旁路)和分布参数会引起自激振动。

所以,真正意义上的脱藕和旁路都是基于负载和供电系统的实际情况。 没有必要区分,也没有本质上的区别。

电容器是卡片设计中不可缺少的零件,质量的好坏已经成为判断卡片质量的重要方面。 1、电容器的功能和显示方法

由两个金属极,中间夹着绝缘介质构成。 电容器的特性主要是阻断直流交流,多用于级间耦合、滤波、解耦、旁路及信号调谐。

电容器在电路中用数字表示“c”。 例如,C8在电路中表示编号为8的电容器。

2、电容器分类

容量按介质分为气体介质容量、液体介质容量、无机固体介质容量、有机固体介质容量电解容量。

根据极性的不同,有极性电容器和无极性电容器。 根据结构的不同,可以分为固定容量、可变容量、微调容量。 3、电容器容量

容量表示可蓄电的电力的大小。

电容对交流信号的阻碍作用称为内向炮,内向炮与交流信号的频率和电容容量有关,内向炮xc=1/2FC(f表示交流信号的频率,c表示电容容量。 4、电容器的电容单位和耐压

电容器的基本单位是f (法),其他单位是毫米法(mF )、微法(uF )、石脑油法(nF )、皮法(pF )。

由于单位f的容量过大,我们看到的是F、nF、pF的单位。

换算关系: 1F=1000000F,1F=1000nF=1000000pF。

各电容器有耐压值,用v表示。

一般无极性电容器的公称耐压值为63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V等较高。

极化电容器的耐压相对较低,一般标称耐压值为4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、220V、400V等。 5、电容器的书写方法和电容误差

电容器的标记方法分为直标法、色标法和数标法。

对于体积比较大的电容器,多采用直达法。 0.005时,表示0.005uF=5nF。 5n的情况下,它表示5nF。

数标法一般用3位数字表示容量的大小,前2位表示有效数字,第3位数字是10的几次方

。如:102表示10x10x10 PF=1000PF,203表示20x10x10x10 PF。

色标法是沿电容引线方向,用不同的颜色表示不同的数字,第一、二种环表示电容量,第三种颜色表示有效数字后零的个数(单位为pF)。

颜色代表的数值为:黑=0、棕=1、红=2、橙=3、黄=4、绿=5、蓝=6、紫=7、灰=8、白=9。
电容容量误差用符号F、G、J、K、L、M来表示,允许误差分别对应为±1%、±2%、±5%、±10%、±15%、±20%。 6、电容的正负极区分和测量
电容上面有标志的黑块为负极。在PCB上电容位置上有两个半圆,涂颜色的半圆对应的引脚为负极。也有用引脚长短来区别正负极长脚为正,短脚为负。
当我们不知道电容的正负极时,可以用万用表来测量。电容两极之间的介质并不是绝对的绝缘体,它的电阻也不是无限大,而是一个有限的数值,一般在1000兆欧以上。

电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻或漏电电阻。只有电解电容的正极接电源正(电阻挡时的黑表笔),负端接电源负(电阻挡时的红表笔)时,电解电容的漏电流才小(漏电阻大)。反之,则电解电容的漏电流增加(漏电阻减小)。

这样,我们先假定某极为“+”极,万用表选用R*100或R*1K挡,然后将假定的“+”极与万用表的黑表笔相接,另一电极与万用表的红表笔相接,记下表针停止的刻度(表针靠左阻值大),对于数字万用表来说可以直接读出读数。

然后将电容放电(两根引线碰一下),然后两只表笔对调,重新进行测量。两次测量中,表针最后停留的位置靠左(或阻值大)的那次,黑表笔接的就是电解电容的正极。

7、电容使用的一些经验及四个误区

【一些经验】

在电路中不能确定线路的极性时,建议使用无极电解电容。通过电解电容的纹波电流不能超过其充许范围。

如超过了规定值,需选用耐大纹波电流的电容。电容的工作电压不能超过其额定电压。

在进行电容的焊接的时候,电烙铁应与电容的塑料外壳保持一定的距离,以防止过热造成塑料套管破裂。并且焊接时间不应超过10秒,焊接温度不应超过260摄氏度。

【四个误区】

(1)电容容量越大越好

很多人在电容的替换中往往爱用大容量的电容。我们知道虽然电容越大,为IC提供的电流补偿的能力越强。

且不说电容容量的增大带来的体积变大,增加成本的同时还影响空气流动和散热。关键在于电容上存在寄生电感,电容放电回路会在某个频点上发生谐振。

在谐振点,电容的阻抗小。因此放电回路的阻抗最小,补充能量的效果也最好。但当频率超过谐振点时,放电回路的阻抗开始增加,电容提供电流能力便开始下降。

电容的容值越大,谐振频率越低,电容能有效补偿电流的频率范围也越小。从保证电容提供高频电流的能力的角度来说,电容越大越好的观点是错误的,一般的电路设计中都有一个参考值的。

(2)同样容量的电容,并联越多的小电容越好

耐压值、耐温值、容值、ESR(等效电阻)等是电容的几个重要参数,对于ESR自然是越低越好。
ESR与电容的容量、频率、电压、温度等都有关系。当电压固定时候,容量越大,ESR越低。在板卡计中采用多个小电容并连多是出与PCB空间的限制,这样有的人就认为,越多的并联小电阻,ESR越低,效果越好。

理论上是如此,但是要考虑到电容接脚焊点的阻抗,采用多个小电容并联,效果并不一定突出。

(3)ESR越低,效果越好

结合我们上面的提高的供电电路来说,对于输入电容来说,输入电容的容量要大一点。相对容量的要求,对ESR的要求可以适当的降低。

因为输入电容主要是耐压,其次是吸收MOSFET的开关脉冲。对于输出电容来说,耐压的要求和容量可以适当的降低一点。

ESR的要求则高一点,因为这里要保证的是足够的电流通过量。但这里要注意的是ESR并不是越低越好,低ESR电容会引起开关电路振荡。而消振电路复杂同时会导致成本的增加。

板卡设计中,这里一般有一个参考值,此作为元件选用参数,避免消振电路而导致成本的增加。

(4)好电容代表着高品质

“唯电容论”曾经盛极一时,一些厂商和媒体也刻意的把这个事情做成一个卖点。在板卡设计中,电路设计水平是关键。

和有的厂商可以用两相供电做出比一些厂商采用四相供电更稳定的产品一样,一味的采用高价电容,不一定能做出好产品。

衡量一个产品,一定要全方位多角度的去考虑,切不可把电容的作用有意无意的夸大。

文章整理自EDA365电子论坛

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