回10楼mmwlb:这两天比较忙,今天才上来看到你的回复。那我就简单和你探讨一下吧,免得你又教训我记住几个看起来时髦的名词却不明白是什么意思。
1,总体上来说,有电压或电流的突变的地方就会干扰产生干扰,电容是抑制这种突变的元件之一。输入电容的主要作用是滤除交流噪声,抑制输入端的电压变化。而输出电容的作用,用于抑制由于负载电流或者输入电压瞬变引起的输出电压变化,此外也构成了反馈回路的一部分。
3,对于理想电源仍和一点的电位都保持恒定,但实际电源却会由很多因素造成不稳定稳压电容,如器件高速开关状态下瞬态交变电流影响,clock或data转换,负载电流变化等。
4,所以为了保证电源的稳定和干净,电容起着很大的作用。对于去耦电容,是确保电源和地之间有条对于高频信号的低阻抗通路,从而将高频元件产生在电源平面上的RF能量移除。对于旁路电路,能移除不需要的RF杂讯,避免耦合元件或cable的共模干扰进入敏感区域,并提供滤波功能。对于大型电容(Bulk ),是当在最大负载下,所有信号脚同事切换时,对元件保持DC电流及电压稳定,同时防止元件的电流浪涌di/dt造成的电源失效。
4,根据电容阻抗公式X=1/wc,看起来电容越大阻抗越小,似乎滤波去耦效果更好。那么为什么要使用大小电容并联,甚至用很多同种容值的电容并联呢。因为对于理想电容我们没有考虑寄生电感和电阻的影响。实际电容比理想电容却更复杂,在这里我不详述,我们只考虑它的简化等效模型。也就是说简化的实际电容模型是由等效串联电感(ESL)、等效串联电阻(ESR)、和C构成的串联模型。其构成的阻抗为|Z|=sqrt(ESR^2+(wESL-1/WC)^2),(sqrt表根号下)得出谐振角频率W=1/sqrt(ESL*C)。当在谐振频率以下,电容表现为电容特性,而随着频率增加,超过谐振频率时,它就逐渐表现为电感特性。显然我们要使用电容去耦滤波就要让它表现为电容特性。大电容由于C大,而且通常使用多层卷绕的方式制作,所以ESL也比较大,故其谐振频率点比较低,只能用于滤除低频干扰。想要滤除高频干扰还需要使用小电容。通常大容量电容器是10-100uF的铝电解电容,小电容是0.01uF-0.1uF的叠层陶瓷电容(ESR,ESL都比较小)。对于要求不高的情况下,我们可以简单计算得到大小电容的容值,一般大小电容容值相差不小于100倍,比如一个10UF的大电容和0.1UF的小电容并联使用。为了研究并联后的效果,我们可以画出其等效电路,写出其传递函数,找到引入的极点和零点作出它的频率特性曲线研究它对噪声的衰减。可以得到衰减曲线从第一个极点开始,一直到最后一个零点结束,容值最大的那只电容决定了衰减的起始频率,容值最小的那只电容决定了衰减的终止频率,在此我就不作详述了。
5稳压电容,而我们为什么要把同种电容并联使用呢,因为这样可以降低其ESR和ESL(并联后等效容值变为nC,等效电感变为ESL/n,等效串联电阻变为ESR/n)。那为什么要降低ESR和ESL呢。今天太晚了我也不详述了。假单说一下ESR。电压的纹波(ripple)与ESR有着直接的关系,ESR越大,纹波越大。所以为了减小纹波我们要尽量使ESR小。所以把电容并联起来就可以达到此目的,降低了ESR也增大了电容。
6,当使用了很多不同值和相同值的电容并联时分析起来就更复杂,需要考虑反谐振现象。楼上有兴趣自己好好研究,我先睡觉了。不懂的大家一起来探讨。
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