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电容的去耦半径是什么意思?滤波电容需求恪守哪些电路原理?

本站为您提供的电容的去耦半径是什么意思?滤波电容需要遵守哪些电路原理?,印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时。操作它们时均会产生较大火花放电,必须采用RC吸收电路来吸收放电电流。一般R取1~2kΩ,C取2.2~4.7μF。

  电容去耦半径是什么意思?

  电容去耦的一个重要问题是电容的去耦半径。大大都材料中都会提到电容摆放要尽量挨近芯片,大都材料都是从减小回路电感的视点来谈这个摆放间隔问题。的确,减小电感是一个重要原因,可是还有一个重要的原因大大都材料都没有提及,那便是电容去耦半径问题。假如电容摆放离芯片过远,超出了它的去耦半径,电容将失掉它的去耦的作用。

  了解去耦半径最好的办法便是调查噪声源和电容补偿电流之间的相位联系。当芯片对电流的需求发作改动时,会在电源平面的一个很小的部分区域内发作电压扰动,电容要补偿这一电流(或电压),就有必要先感知到这个电压扰动。信号在介质中传达需求必定的时刻,因此从发作部分电压扰动到电容感知到这一扰动之间有一个时刻推迟。相同,电容的补偿电流抵达扰动区也需求一个推迟。因此必定形成噪声源和电容补偿电流之间的相位上的不共同。

印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时。操作它们时均会发作较大火花放电,有必要选用RC吸收电路来吸收放电电流。一般R取1~2kΩ,C取2.2~4.7μF。

  特定的电容,对与它自谐振频率相同的噪声补偿作用最好,咱们以这个频率来衡量这种相位联系。

  例如:0.001uF陶瓷电容,假如装置到电路板上后总的寄生电感为1.6nH,那么其装置后的谐振频率为125.8MHz,谐振周期为7.95ps。假定信号在电路板上的传达速度为166ps/inch,则波长为47.9英寸。电容去耦半径为47.9/50=0.958英寸,大约等于2.4厘米。

  本例中的电容只能对它周围2.4厘米规模内的电源噪声进行补偿,即它的去耦半径2.4厘米。不同的电容,谐振频率不同,去耦半径也不同。关于大电容,由于其谐振频率很低,对应的波长十分长,因此去耦半径很大,这也是为什么咱们不太重视大电容在电路板上放置方位的原因。关于小电容,因去耦半径很小,应尽或许的挨近需求去耦的芯片,这正是大大都材料上都会反复强调的,小电容要尽或许近的挨近芯片放置。

印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时。操作它们时均会发作较大火花放电,有必要选用RC吸收电路来吸收放电电流。一般R取1~2kΩ,C取2.2~4.7μF。

  电源滤波电容的选取与核算:

  电感的阻抗与频率成正比,电容的阻抗与频率成反比。所以,电感能够阻扼高频经过,电容能够阻扼低频经过。二者恰当组合,就可过滤各种频率信号。如在整流电路中,将电容并在负载上或将电感串联在负载上,可滤去沟通纹波。电容滤波属电压滤波,是直接贮存脉动电压来滑润输出电压,输出电压高,挨近沟通电压峰值;适用于小电流,电流越小滤波作用越好。

  电感滤波属电流滤波,是靠经过电流发作电磁感应来滑润输出电流,输出电压低,低于沟通电压有效值;适用于大电流,电流越大滤波作用越好。电容和电感的许多特性是恰恰相反的。

  一般状况下,电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号,但即使是低频信号,其频率也分为了好几个数量级。因此为了适合在不同频率下运用,电解电容也分为高频电容和低频电容(这儿的高频是相对而言)。

印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时。操作它们时均会发作较大火花放电,有必要选用RC吸收电路来吸收放电电流。一般R取1~2kΩ,C取2.2~4.7μF。

  低频滤波电容首要用于市电滤波或变压器整流后的滤波,其作业频率与市电共同为50Hz;而高频滤波电容首要作业在开关电源整流后的滤波,其作业频率为几千Hz到几万Hz。当咱们将低频滤波电容用于高频电路时,由于低频滤波电容高频特性欠好,它在高频充放电时内阻较大,等效电感较高。因此在运用中会因电解液的频频极化而发作较大的热量。而较高的温度将使电容内部的电解液气化,电容内压力升高,终究导致电容的鼓包和爆裂。

  电源滤波电容的巨细,平常做规划,前级用4.7u,用于滤低频,二级用0.1u,用于滤高频,4.7uF的电容作用是减小输出脉动和低频搅扰,0.1uF的电容应该是减小由于负载电流瞬时改动引起的高频搅扰。一般前面那个越大越好,两个电容值相差大约100倍左右。电源滤波,开关电源,要看你的ESR(电容的等效串联电阻)有多大,而高频电容的挑选最好在其自谐振频率上。大电容是避免浪涌,机理就好比大水库防洪才能更强相同;小电容滤高频搅扰,任何器材都能够等效成一个电阻、电感、电容的串并联电路,也就有了自谐振,只需在这个自谐振频率上,等效电阻最小,所以滤波最好!

印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时。操作它们时均会发作较大火花放电,有必要选用RC吸收电路来吸收放电电流。一般R取1~2kΩ,C取2.2~4.7μF。

  电容的等效模型为一电感L,一电阻R和电容C的串联,

  电感L为电容引线所至,电阻R代表电容的有功功率损耗,电容C。

  因此可等效为串联LC回路求其谐振频率,串联谐振的条件为WL=1/WC,W=2*PI*f,然后得到此式子f = 1/(2pi* LC)。,串联LC回路中心频率处电抗最小表现为纯电阻,所以中心频率处起到滤波作用。引线电感的巨细因其粗细长短而不同,接地电容的电感一般是1MM为10nH左右,取决于需求接地的频率。

  选用电容滤波规划需求考虑参数:

  ESR

  ESL

  耐压值

  谐振频率

  那么怎样选取电源滤波电容呢?

  电源滤波电容怎样选取,把握其精华与办法,其实也不难

  1)、理论上抱负的电容其阻抗随频率的添加而削减(1/jwc),但由于电容两头引脚的电感效应,这时电容应该看成是一个LC串连谐振电路,自谐振频率即器材的FSR参数,这表明频率大于FSR值时,电容变成了一个电感,假如电容对地滤波,当频率超出FSR后,对搅扰的按捺就大打折扣,所以需求一个较小的电容并联对地。原因在于小电容,SFR值大,对高频信号供给了一个对地通路,

印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时。操作它们时均会发作较大火花放电,有必要选用RC吸收电路来吸收放电电流。一般R取1~2kΩ,C取2.2~4.7μF。

  所以在电源滤波电路中咱们常常这样了解:大电容滤低频,小电容滤高频,底子的原因在于SFR(自谐振频率)值不同,想想为什么?假如从这个视点想,也就能够了解为什么电源滤波中电容对地脚为什么要尽或许挨近地了。

  2)、那么在实践的规划中,咱们常常会有疑问,我怎样知道电容的SFR是多少?就算我知道SFR值,

  我怎样选取不同SFR值的电容值呢?是选取一个电容仍是两个电容?

  电容的SFR值和电容值有关,和电容的引脚电感有关,所以相同容值的0402,0603,或直插式电容的SFR值也不会相同,当然获取SFR值的途径有两个:1)器材Data sheet,如22pf0402电容的SFR值在2G左右, 2)经过网络分析仪直接量测其自谐振频率,想想怎样丈量S21?

  知道了电容的SFR值后,用软件仿真,如RFsim99,选一个或两个电路在于你所供电电路的作业频带是否有满足的噪声按捺比。仿真完后,那便是实践电路实验,如调试手机接纳灵敏度时,LNA的电源滤波是要害,好的电源滤波往往能够改进几个dB。

印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时。操作它们时均会发作较大火花放电,有必要选用RC吸收电路来吸收放电电流。一般R取1~2kΩ,C取2.2~4.7μF。

  电容的实质是通沟通,隔直流,理论上说电源滤波用电容越大越好。但由于引线和PCB布线原因,实践上电容是电感和电容的并联电路,(还有电容自身的电阻,有时也不行疏忽)这就引入了谐振频率的概念:ω=1/(LC)1/2

  在谐振频率以下电容呈容性,谐振频率以上电容呈理性。因此一般大电容滤低频波,小电容滤高频波。

  这也能解释为什么相同容值的STM封装的电容滤波频率比DIP封装更高。

  至于究竟用多大的电容,这是一个参阅电容谐振频率

  电容值 DIP (MHz) STM (MHz)

  1.0μF 2.5 5

  0.1μF 8 16

  0.01μF 25 50

  1000pF 80 160

  100 pF 250 500

  10 pF 800 1.6(GHz)

  不过仅仅是参阅罢了,老工程师说首要靠经历。

  更牢靠的做法是将一大一小两个电容并联,

  一般要求相差两个数量级以上,以取得更大的滤波频段。

  文章来历:http://blog.sina.com.cn/s/blog_545edca401000ax6.html

  我看了这篇文章,也做个大略的总结吧:

  1.电容对地滤波,需求一个较小的电容并联对地,对高频信号供给了一个对地通路。

印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时。操作它们时均会发作较大火花放电,有必要选用RC吸收电路来吸收放电电流。一般R取1~2kΩ,C取2.2~4.7μF。

  2.电源滤波中电容对地脚要尽或许挨近地。

  3.理论上说电源滤波用电容越大越好,一般大电容滤低频波,小电容滤高频波。

  4.牢靠的做法是将一大一小两个电容并联,一般要求相差两个数量级以上,以取得更大的滤波频段。

  滤波电容的选取准则

  经过整流桥今后的是脉动直流,动摇规模很大。后边一般用巨细两个电容;

  大电容用来安稳输出,众所周知电容两头电压不能骤变,因此能够使输出滑润;

  小电容是用来滤除高频搅扰的,使输出电压纯洁;

  电容越小,谐振频率越高,可滤除的搅扰频率越高;

  容量挑选:

  (1)大电容,负载越重,吸收电流的才能越强,这个大电容的容量就要越大

印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时。操作它们时均会发作较大火花放电,有必要选用RC吸收电路来吸收放电电流。一般R取1~2kΩ,C取2.2~4.7μF。

  (2)小电容,凭经历,一般104即可

  2.他人的经历(来自互联网)

  1、电容对地滤波,需求一个较小的电容并联对地,对高频信号供给了一个对地通路。

  2、电源滤波中电容对地脚要尽或许挨近地。

  3、理论上说电源滤波用电容越大越好,一般大电容滤低频波,小电容滤高频波。

  4、牢靠的做法是将一大一小两个电容并联,一般要求相差两个数量级以上,以取得更大的滤波频段。

  详细事例: AC220-9V再经过全桥整流后,需加的滤波电容是多大的? 再经78LM05后需加的电容又是多大?

  前者电容耐压应大于15V,电容容量应大于2000微发以上。 后者电容耐压应大于9V,容量应大于220微发以上。

  2.有一电容滤波的单相桥式整流电路,输出电压为24V,电流为500mA,要求:

  (1)挑选整流二极管;

  (2)挑选滤波电容;

  (3)另:电容滤波是降压仍是增压?

  (1)由于桥式是全波,所以每个二极管电流只需到达负载电流的一半就行了,所以二极管最大电流要大于250mA;电容滤波式桥式整流的输出电压等于输入沟通电压有效值的1.2倍,所以你的电路输入的沟通电压有效值应是20V,而二极管接受的最大反压是这个电压的根号2倍,所以,二极管耐压应大于28.2V。

  (2)选取滤波电容:1、电压大于28.2V;2、求C的巨细:公式RC≥(3--5)&TImes;0.1秒,本题中R=24V/0.5A=48欧

  所以可得出C≥(0.00625--0.0104)F,即C的值应大于6250μF。

  (3)电容滤波是升高电压。

  滤波电容的选用准则

  在电源规划中,滤波电容的选取准则是: C≥2.5T/R

  其间: C为滤波电容,单位为UF;

  T为频率, 单位为Hz

  R为负载电阻,单位为Ω

  当然,这仅仅一般的选用准则,在实践的使用中,如条件(空间和本钱)答应,都选取C≥5T/R。

  3.滤波电容的巨细的选取

  PCB制版电容挑选

  印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时。操作它们时均会发作较大火花放电,有必要选用RC吸收电路来吸收放电电流。一般R取1~2kΩ,C取2.2~4.7μF。

  一般的10PF左右的电容用来滤除高频的搅扰信号,0.1UF左右的用来滤除低频的纹波搅扰,还能够起到稳压的作用滤波电容详细挑选什么容值要取决于你PCB上首要的作业频率和或许对体系形成影响的谐波频率,能够查一下相关厂商的电容材料或许参阅厂商供给的材料库软件,依据详细的需求挑选。至于个数就不必定了,看你的详细需求了,多加一两个也挺好的,暂时没用的能够先不贴,依据实践的调试状况再挑选容值。假如你PCB上首要作业频率比较低的话,加两个电容就能够了,一个虑除纹波,一个虑除高频信号。假如会出现比较大的瞬时电流,主张再加一个比较大的钽电容。

  其实滤波应该也包括两个方面,也便是各位所说的大容值和小容值的,便是去耦和旁路。原理我就不说了,有用点的,一般数字电路去耦0.1uF即可,用于10M以下;20M以上用1到10个uF,去除高频噪声好些,大约按C=1/f 。旁路一般就比较的小了,一般依据谐振频率一般为0.1或0.01uF。

  提到电容,各式各样的叫法就会让人头晕目眩,旁路电容,去耦电容,滤波电容等等,其实无论怎样称号,它的原理都是相同的,即使用对沟通信号出现低阻抗的特性,这一点能够经过电容的等效阻抗公式看出来:Xcap=1/2лfC,作业频率越高,电容值越大则电容的阻抗越小。

  在电路中,假如电容起的首要作用是给沟通信号供给低阻抗的通路,就称为旁路电容;假如首要是为了添加电源和地的沟通耦合,削减沟通信号对电源的影响,就能够称为去耦电容;假如用于滤波电路中,那么又能够称为滤波电容;除此以外,关于直流电压,电容器还可作为电路储能,使用冲放电起到电池的作用。而实践状况中,往往电容的作用是多方面的,咱们大可不必花太多的心思考虑怎样界说。本文里,咱们一致把这些使用于高速PCB规划中的电容都称为旁路电容。

印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时。操作它们时均会发作较大火花放电,有必要选用RC吸收电路来吸收放电电流。一般R取1~2kΩ,C取2.2~4.7μF。

  电容的实质是通沟通,隔直流,理论上说电源滤波用电容越大越好。

  但由于引线和PCB布线原因,实践上电容是电感和电容的并联电路,(还有电容自身的电阻,有时也不行疏忽)

  这就引入了谐振频率的概念:ω=1/(LC)1/2

  在谐振频率以下电容呈容性,谐振频率以上电容呈理性。

  因此一般大电容滤低频波,小电容滤高频波。

  这也能解释为什么相同容值的STM封装的电容滤波频率比DIP封装更高。

  至于究竟用多大的电容,这是一个参阅。

  电容谐振频率

  电容值 DIP (MHz) STM (MHz)

  1.0μF 2.5 5

  0.1μF 8 16

  0.01μF 25 50

  1000pF 80 160

  100 pF 250 500

  10 pF 800 1.6(GHz)

  不过仅仅是参阅罢了,用老工程师的话说——首要靠经历。

  更牢靠的做法是将一大一小两个电容并联,

  一般要求相差两个数量级以上,以取得更大的滤波频段。

  一般来讲,大电容滤除低频波,小电容滤除高频波。电容值和你要滤除频率的平方成反比。

  详细电容的挑选能够用公式C=4Pi*Pi /(R * f * f )

  电源滤波电容怎样选取,把握其精华与办法,其实也不难。

  1)理论上抱负的电容其阻抗随频率的添加而削减(1/jwc),但由于电容两头引脚的电感效应,这时电容应该看成是一个LC串连谐振电路,自谐振频率即器材的FSR参数,这表明频率大于FSR值时,电容变成了一个电感,假如电容对地滤波,当频率超出FSR后,对搅扰的按捺就大打折扣,所以需求一个较小的电容并联对地,能够想想为什么?

  原因在于小电容,SFR值大,对高频信号供给了一个对地通路,所以在电源滤波电路中咱们常常这样了解:大电容虑低频,小电容虑高频,底子的原因在于SFR(自谐振频率)值不同,当然也能够想想为什么?假如从这个视点想,也就能够了解为什么电源滤波中电容对地脚为什么要尽或许挨近地了。

  2)那么在实践的规划中,咱们常常会有疑问,我怎样知道电容的SFR是多少?就算我知道SFR值,我怎样选取不同SFR值的电容值呢?是选取一个电容仍是两个电容?电容的SFR值和电容值有关,和电容的引脚电感有关,所以相同容值的0402,0603,或直插式电容的SFR值也不会相同,当然获取SFR值的途径有两个,1)器材Data sheet,如22pf0402电容的SFR值在2G左右, 2)经过网络分析仪直接量测其自谐振频率,想想怎样量测?S21?

  知道了电容的SFR值后,用软件仿真,如RFsim99,选一个或两个电路在于你所供电电路的作业频带是否有满足的噪声按捺比。仿真完后,那便是实践电路实验,如调试手机接纳灵敏度时,LNA的电源滤波是要害,好的电源滤波往往能够改进几个dB.

  滤波电容的选取与核算

  从网上看有两种工程常用的核算办法:(参阅,感觉有些道理)

  一,当要求不是很准确的话,能够依据负载核算,每mA,2uf.

  二,按RC时刻常数近似等于3~5倍电源半周期预算。给出一例:

  负载状况:直流1A,12V。其等效负载电阻12欧姆。

  桥式整流:

  RC = 3 (T/2)

  C = 3 (T/2) / R = 3 x (0.02 / 2 ) / 12 = 2500 (μF)

  工程中可取2200 μF,由于没有2500 μF这一标准。若期望纹波小些,按5倍取。这儿,T是电源的周期,50HZ时,T = 0.02 秒。

  全波整流成果相同,但半波整流时,时刻常数加倍。

  依据全波整流波形,能够看出,输出电压的滑润与电容充放电时刻和信号的频率有联系,当信号的频率增大时,输出电压的动摇就分变大,能够改动滤波电容的巨细来改动充放电时刻,使动摇减小。这也反响了上述滤波电容的核算联系。理论上滤波电容越大滤波作用越好,输出电压就越滑润,但在电路接通的瞬间,电路中所发作的冲击电流要素却不能被疏忽,这是由于,简直一切的电子元器材都有其能够经过的最大电流值,所以,在挑选电子元器材时,有必要考虑冲击电流所带来的流过相关元器材瞬间电流的最大值,冲击电流越大,对电子元器材的要求就越高,电路的本钱就会进步。

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