值得学习,常见的去耦电容的一些使用方法的详细解析

在科学技术高度发达的今天,各种各样的高科技出现在我们的生活中,为我们的生活带来便利,那么你知道这些高科技可能会含有的去耦电容吗?
前段时间有跟大家分享过去耦电容的有效使用方法——“要点一”使用多个去耦电容,今天为大家继续介绍“要点二”降低电容的ESL(等效串联电感)
在电路板布线上采取措施,使信号线的杂散电容降到最小;
去耦电容的有效使用方法的第二个要点是降低电容的ESL(即等效串联电感) 。虽说是“降低ESL”,但由于无法改变单个产品的ESL本身,因此这里是指“即使容值相同,也要使用ESL小的电容” 。通过降低ESL,可改善高频特性,并可更有效地降低高频噪声 。
【值得学习,常见的去耦电容的一些使用方法的详细解析】
另一种方法是设法降低供电电源的内阻,使尖峰电流不至于引起过大的电源电压波动;
即使容值相同也要使用尺寸较小的电容
对于积层陶瓷电容(MLCC),有时会准备容值相同但尺寸不同的几个封装 。ESL取决于引脚部位的结构 。尺寸较小的电容基本上引脚部位也较小,通常ESL较小 。
通常的作法是使用去耦电容来滤波,一般是在电路板的电源入口处放一个1uF~10uF的去耦电容,滤除低频噪声;在电路板内的每一个有源器件的电源和地之间放置一个0.01uF~0.1uF的去耦电容(高频滤波电容),用于滤除高频噪声 。
下图是容值相同、大小不同的电容的频率特性示例 。如图所示,更小的1005尺寸的谐振频率更高,在之后感性区域的频率范围阻抗较低 。这正如在“电容的频率特性”中所介绍的,电容的谐振频率是基于以下公式的,从公式中可见,只要容值相同,ESL越低谐振频率越高 。另外,感性区域的阻抗特性取决于ESL,这一点也曾介绍过 。
滤波的目的是要滤除叠加在电源上的交流干扰,但并不是使用的电容容量越大越好,因为实际的电容并不是理想电容,不具备理想电容的所有特性 。
关于噪声对策,当需要降低更高频段的噪声时,可以选择尺寸小的电容 。积层陶瓷电容中,有些型号采用的是旨在降低ESL的形状和结构 。如上图所示,普通电容的电极在短边侧,而LW逆转型的电极则相反,在长边侧 。由于L(长度)和W(宽度)相反,故称“LW逆转型” 。是通过增加电极的宽度来降低ESL的类型 。
去耦电容的选取可按C=1/F计算,其中F为电路频率,即10MHz取0.1uF,100MHz取0.01uF 。一般取0.1~0.01uF均可 。
三端电容是为了改善普通电容(两个引脚)的频率特性而优化了结构的电容 。三端电容是将双引脚电容的一个引脚(电极)的另一端向外伸出作为直通引脚,将另一个引脚作为GND引脚 。在上图中,输入输出电极相当于两端伸出的直通引脚,左右的电极当然是导通的 。这种输入输出电极(直通引脚)和GND电极间存在电介质,起到电容的作用 。
放置在有源器件傍的高频滤波电容的作用有两个,其一是滤除沿电源传导过来的高频干扰,其二是及时补充器件高速工作时所需的尖峰电流 。所以电容的放置位置是需要考虑的 。
将输入输出电极串联插入电源或信号线(将输入输出电极的一端连接输入端,另一端连接输出端),GND电极接地 。这样,由于输入输出电极的ESL不包括在接地端,因此接地的阻抗变得非常低 。另外,输入输出电极的ESL通过在噪声路径直接插入,有利于降低噪声(增加插入损耗) 。
以上就是去耦电容的一些值得大家学习的详细资料解析,希望在大家刚接触的过程中,能够给大家一定的帮助,如果有问题,也可以和小编一起探讨 。

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