如何选择耦合电容和旁路电容的参数

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从电路来说,总是存在驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大,驱动电路要把电容充电、放电,才能完成信号的跳变,在上升沿比较陡峭的时候,电流比较大,这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,由于电路中的电感,电阻(特别是芯片管脚上的电感,会产生反弹),这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声,会影响前级的正常工作。这就是耦合。

去藕电容就是起到一个电池的作用,满足驱动电路电流的变化,避免相互间的耦合干扰。

旁路电容实际也是去藕合的,只是旁路电容一般是指高频旁路,也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般是0.1u,0.01u等,而去耦合电容一般比较大,是10u或者更大,依据电路中分布参数,以及驱动电流的变化大小来确定。

旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象,而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象,防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。

如何选择耦合电容和旁路电容的参数

我们知道,电容越大,储能越大,可他的时间参数也就越大,在低频放大电路中,耦合电容同时还要考虑到一个“信号耦合量”的问题,即通过电容的交流信号的“流量”,所以一般都选择的比较大,但太大的耦合电容由于它的时间常数大,高频信号通不过,也会引起输出波形畸变或使放大电路产生“饱和失真”,在高频电路中一般都是放大高频电压信号,所以耦合电容一般取得小,有时几PF就够了。

旁路电容在放大电路中是作为交流信号的通道用,也是根据信号所通过的时间和“流量”来选择的,低频放大电路的旁路电容一般都选择得较大,几万PF、几千PF或几百PF。高频电路选择得比较小,几十或几PF就够了。

举个列子,一个采用集电极输出的共基极音频电压放大电路,要求直接推动电流放大电路,电压放大管的射极旁路电容可取4700PF,集电极输出耦合电容可取到20微法。如果这个电路只做中频电压放大,射极旁路电容取470PF就够了,集电极耦合输出0.1微法就够了。

如何选择耦合电容和旁路电容的参数

为什么低频要考虑耦合电容的影响

我认为关于“高频要考虑极间电容,低频考虑耦合电容”是针对信号的失真与否来说的。引用《模拟电子技术基本教程》里的一段文字:”在放大电路中,由于耦合电容对于频率足够高的信号相当于短路,使信号几乎无损失地通过;而对于低频信号的容抗不可忽略,造成信号的损失;因而对信号构成了高通电路。与耦合电容相反,由于半导体管极间电容对于低频信号的容抗很大,相当于开路;而当信号频率高到一定程度时,极间电容将分流,导致信号的损失;因而,对信号构成了低通通路。“所以我归纳为:关于“高频要考虑极间电容,低频考虑耦合电容”是针对信号的失真与否来说的。

因为电容的容抗与频率成反比,即频率越低,容抗越大,这导致耦合电容阻碍低频信号的通过。

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