耦合与退耦
什么是耦合电容?什么是去耦电路?
耦合指信号由榜首级向第二级传递的进程，一般不加注明时往往是指沟通耦合。
退耦是指对电源采纳进一步的滤波办法，去除两级间信号经过电源彼此搅扰的影响。耦合常数是指耦合电容值与第二级输入阻抗值乘积对应的时刻常数。
退耦有三个意图：
1.将电源中的高频纹波去除，将多级放大器的高频信号经过电源彼此串扰的通路堵截。
2.大信号作业时，电路对电源需求加大，引起电源动摇，经过退耦下降大信号时电源动摇对输入级/高电压增益级的影响;
3.构成悬浮地或是悬浮电源，在杂乱的系 统中完结各部分地线或是电源的和谐匹 有源器材在开关时发生的高频开关噪声将沿着电源线传达。去耦电容的首要功用便是供给一个部分的直流电源给有源器材，以削减开关噪声在板上的传达和将噪声引导到地。
摘引自伦德全《电路板级的电磁兼容规划》一文，该论文对噪声耦和途径、去耦电容和旁路电容的运用都讲得不错。请参阅。
搅扰的耦合办法
搅扰源发生的搅扰信号是经过必定的耦合通道对电控体系发生电磁搅扰效果的。搅扰的耦合办法无非是经过导线、空间、公共线等效果在电控体系上。
剖析下来首要有以下几种。
直接耦合：这是搅扰侵入最直接的办法，也是体系中存在最遍及的一种办法。如搅扰信号经过导线直接侵入体系而构成对体系的搅扰。对这种耦合办法，可选用滤波去耦的办法有用地按捺电磁搅扰信号的传入。
公共阻抗耦合：这也是常见的一种耦合办法。常发生在两个电路的电流有一起通路的状况。公共阻抗耦合有公共地和电源阻抗两种。避免这种耦合应使耦合阻抗趋近于零、使搅扰源和被搅扰目标间没有公共阻抗。
电容耦合：又称电场耦合或静电耦合，是由于散布电容的存在而发生的一种耦合办法。
电磁感应耦合：又称磁场耦合。是由于内部或外部空间电磁场感应的一种耦合办法，避免这种耦合的常用办法是对简单受搅扰的器材或电路加以屏蔽。
辐射耦合：电磁场的辐射也会构成搅扰耦合，是一种无规则的搅扰。这种搅扰很简单经过电源线传到体系中去。另当信号传输线较长时，它们能辐射搅扰波和接纳搅扰波，称为大线效应。
漏电耦合：所谓漏电耦合便是电阻性耦合。这种搅扰常在绝缘下降时发生。记住从前我的观念是：去藕电容一般容量比较大，也便是避免噪声耦合到其他部分的意思;旁路电容容量小，供给低阻抗的噪声回流途径。 其实这种说法也可以算没有什么大过错。可是经过偶查阅了相关材料，才发现其实decouple和bypass从根本上来说没有任何差异，两者在称谓上可以交换。两者的效果低俗一点说：当电源用。
所谓噪声其实便是电源的动摇，电源动摇来自于两个方面：电源自身的动摇，负载对电流需求改变和电源体系相应才干的不同带来的电压动摇。而去藕和旁路电容都是相对负载改变引起的噪声来说。所以他们两个没有必要做差异。而且实践上电容值的巨细，数量也是有理论依据可循的，假如随意挑选，或许会在某些状况下遇到去藕电容(旁路)和散布参数发生自激振动的状况。所以真实意义上的去藕和旁路都是依据负载和供电系 统的实践状况来说的。没有必要去做差异，也没有本质差异。
电容是板卡规划中必用的元件，其质量的好坏已经成为咱们判别板卡质量的一个很重要的方面。
①电容的功用和表明办法。
由两个金属极，中心夹有绝缘介质构成。电容的特性首要是隔直流转沟通，因而多用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐。电容在电路顶用“C”加数字表明，比方C8，表明在电路中编号为8的电容。
②电容的分类。
电容按介质不同分为：气体介质电容，液体介质电容，无机固体介质电容，有机固体介质电容电解电容。按极性分为：有极性电容和无极性电容。按结构可分为：固定电容，可变电容，微调电容。
③电容的容量。
电容容量表明能储存电能的巨细。电容对沟通信号的阻止效果称为容抗，容抗与沟通信号的频率和电容量有关，容抗XC=1/2πf c (f表明沟通信号的频率，C表明电容容量)。
④电容的容量单位和耐压。
电容的基本单位是F(法)，其它单位还有：毫法(mF)、微法(uF)、纳法(nF)、皮法(pF)。由于单位F 的容量太大，所以咱们看到的一般都是μF、nF、pF的单位。换算联系：1F=1000000μF，1μF=1000nF=1000000pF。
每一个电容都有它的耐压值，用V表明。一般无极电容的标称耐压值比较高有：63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V等。有极电容的耐压相对比较低，一般标称耐压值有：4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、220V、400V等。
⑤电容的标示办法和容量差错。
电容的标示办法分为：直标法、色标法和数标法。关于体积比较大的电容，多选用直标法。假如是0.005，表明0.005uF=5nF。假如是5n，那就表明的是5nF。
数标法：一般用三位数字表明容量巨细，前两位表明有用数字，第三位数字是10的多少次方。如：102表明10x10x10 PF=1000PF，203表明20x10x10x10 PF。 nn色标法，沿电容引线方向，用不同的色彩表明不同的数字，榜首、二种环表明电容量，第三种色彩表明有用数字后零的个数(单位为pF)。色彩代表的数值为：黑=0、棕=1、红=2、橙=3、黄=4、绿=5、蓝=6、紫=7、灰=8、白=9。
电容容量差错用符号F、G、J、K、L、M来表明，答应差错别离对应为±1%、±2%、±5%、±10%、±15%、±20%。
⑥电容的正负极差异和丈量。
电容上面有标志的黑块为负极。在PCB上电容方位上有两个半圆，涂色彩的半圆对应的引脚为负极。也有用引脚长短来差异正负极长脚为正，短脚为负。
当咱们不知道电容的正负极时，可以用万用表来丈量。电容南北极之间的介质并不是肯定的绝缘体，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。电容南北极之间的电阻叫做绝缘电阻或漏电电阻。只要电解电容的正极接电源正(电阻挠时的黑表笔)，负端接电源负(电阻挠时的红表笔)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添加(漏电阻减小)。这样，咱们先假定某极为“+”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，记下表针中止的刻度(表针靠左阻值大)，关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，从头进行丈量。两次丈量中，表针最终逗留的方位靠左(或阻值大)的那次，黑表笔接的便是电解电容的正极。 nn⑦电容运用的一些经历及来四个误区。
一些经历：在电路中不能确认线路的极性时，主张运用无极电解电容。经过电解电容的纹波电流不能超越其充许规模。如超越了规定值，需选用耐大纹波电流的电容。电容的作业电压不能超越其额外电压。在进行电容的焊接的时分，电烙铁应与电容的塑料外壳坚持必定的间隔，以避免过热构成塑料套管决裂。而且焊接时刻不该超越10秒，焊接温度不该超越260摄氏度。
四个误区：
●电容容量越大越好。
许多人在电容的替换中往往爱用大容量的电容。咱们知道尽管电容越大，为IC供给的电流补偿的才干越强。且不说电容容量的增大带来的体积变大，添加本钱的一起还影响空气活动和散热。要害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。因而放电回路的阻抗最小，弥补能量的效果也最好。但当频率超越谐振点时，放电回路的阻抗开端添加，电容供给电流才干便开端下降。电容的容值越大，谐振频率越低，电容能有用补偿电流的频率规模也越小。从确保电容供给高频电流的才干的视点来说，电容越大越好的观念是过错的，一般的电路规划中都有一个参阅值的。
●相同容量的电容，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，关于ESR自然是越低越好。
ESR与电容的容量、频率、电压、温度等都有联系。当电压固定时分，容量越大，ESR越低。在板卡计中选用多个小电容并连多是出与PCB空间的约束，这样有的人就以为，越多的并联小电阻，ESR越低，效果越好。理论上是如此，可是要考虑到电容接脚焊点的阻抗，选用多个小电容并联，效果并不必定杰出。
●ESR越低，效果越好。
结合咱们上面的进步的供电电路来说，关于输入电容来说，输入电容的容量要大一点。相对容量的要求，对ESR的要求可以恰当的下降。由于输入电容首要是耐压，其次是吸收MOSFET的开关脉冲。关于输出电容来说，耐压的要求和容量可以恰当的下降一点。ESR的要求则高一点，由于这儿要确保的是满足的电流转过量。但这儿要留意的是ESR并不是越低越好，低ESR电容会引起开关电路振动。而消振电路杂乱一起会导致本钱的添加。板卡规划中，这儿一般有一个参阅值，此作为元件选用参数，避免消振电路而导致本钱的添加。
●好电容代表着高质量。
“唯电容论”从前盛极一时，一些厂商和媒体也故意的把这个作业做成一个卖点。在板卡规划中，电路规划水平是要害。和有的厂商可以用两相供电做出比一些厂商选用四相供电更安稳的产品相同，一味的选用高价电容，不必定能做出好产品。衡量一个产品，必定要全方位多视点的去考虑，切不行把电容的效果有意无意的夸张。
上拉与下拉
上拉电阻：
1、当TTL电路驱动COMS电路时，假如TTL电路输出的高电平低于COMS电路的最低高电平(一般为3.5V)，这时就需求在TTL的输出端接上拉电阻，以进步输出高电平的值。
2、OC门电路有必要加上拉电阻，才干运用。
3、为加大输出引脚的驱动才干，有的单片机管脚上也常运用上拉电阻。
4、在COMS芯片上，为了避免静电构成损坏，不必的管脚不能悬空，一般接上拉电阻发生下降输入阻抗，供给泄荷通路。
5、芯片的管脚加上拉电阻来进步输出电平，然后进步芯片输入信号的噪声容限增强抗搅扰才干。
6、进步总线的抗电磁搅扰才干。管脚悬空就比较简单接受外界的电磁搅扰。
7、长线传输中电阻不匹配简单引起反射波搅扰，加上下拉电阻是电阻匹配，有用的按捺反射波搅扰。
上拉电阻阻值的挑选准则包含:
1、从节省功耗及芯片的灌电流才干考虑应当满足大;电阻大，电流小。
2、从确保满足的驱动电流考虑应当满足小;电阻小，电流大。
3、关于高速电路，过大的上拉电阻或许边缘变陡峭。归纳考虑
以上三点,通常在1k到10k之间选取。对下拉电阻也有相似道理
对上拉电阻和下拉电阻的挑选应结合开关管特性和下级电路的输入特性进行设定，首要需求考虑以下几个要素：
1. 驱动才干与功耗的平衡。以上拉电阻为例，一般地说，上拉电阻越小，驱动才干越强，但功耗越大，规划是应留意两者之间的均衡。
2. 下级电路的驱动需求。相同以上拉电阻为例，当输出高电平时，开关管断开，上拉电阻应恰当挑选以可以向下级电路供给满足的电流。
3. 凹凸电平的设定。不同电路的凹凸电平的门槛电平会有不同，电阻应恰当设定以确保能输出正确的电平。以上拉电阻为例，当输出低电平时，开关管导通，上拉电阻和开关管导通电阻分压值应确保在零电平门槛之下。
4. 频率特性。以上拉电阻为例，上拉电阻和开关管漏源级之间的电容和下级电路之间的输入电容会构成RC推迟，电阻越大，推迟越大。上拉电阻的设定应考虑电路在这方面的需求。
下拉电阻的设定的准则和上拉电阻是相同的。
OC门输出高电平时是一个高阻态，其上拉电流要由上拉电阻来供给，设输入端每端口不大于100uA,设输出口驱动电流约500uA，规范作业电压是5V，输进口的凹凸电平门限为0.8V(低于此值为低电平);2V(高电平门限值)。
选上拉电阻时：
500uA x 8.4K= 4.2即选大于8.4K时输出端能下拉至0.8V以下，此为最小阻值，再小就拉不下来了。假如输出口驱动电流较大，则阻值可减小，确保下拉时能低于0.8V即可。
当输出高电平时，疏忽管子的漏电流，两输进口需200uA
200uA x15K=3V即上拉电阻压降为3V，输出口可到达2V，此阻值为最大阻值，再大就拉不到2V了。选10K可用。COMS门的可参阅74HC系列
规划时管子的漏电流不行疏忽，IO口实践电流在不同电平下也是不同的，上述仅仅是原理，一句话归纳为：输出高电平时要喂饱后边的输进口，输出低电平不要把输出口喂撑了(不然剩余的电流喂给了级联的输进口，高于低电平门限值就不行靠了)
