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    電容器在抑制噪聲中的應用

    發布時間:2018-03-25   瀏覽量:

    在各種自動控制的電路中,微控制器被廣泛的應用。微控制器的時鐘電路,采用方波而不是正弦波。方波比正弦波含有更高的高頻成分,引起的電磁干擾噪聲頻率,相當于時鐘頻率的3倍。噪聲中還含有更高的頻率成分。在頻率很高時,對電容來說,它的寄生電感不容忽視;對電感來說,它的分布電容會起作用;對電阻來說,它存在著對高頻信號的反射;對印刷板上的引線來說,它的分布電感不容忽視,而且長的引線還表現出天線的特征,將高頻噪聲信號發射出去。焊接印刷線路板的元件時,如果電阻、電容、三極管的引腳過長,這些長的引腳恰好成了高頻信號的天線。特別是信號引出線,如果該信號引出線的長度達到高頻信號波長的1/20,噪聲信號就會發射出去了。例如,對于100MHz的噪聲信號,長度是3cm,15cm的引線就是它的發射天線。去除這些高頻噪聲干擾的辦法是加退耦電容或高頻旁路電容。
            好的高頻退耦電容可以去除高至1GHz的高頻成分,陶瓷片電容或多層陶瓷電容高頻特性比較好,如常用的25U系列。設計印刷線路板時,每個集成電路的電源和地之間都要加一個退耦電容。
            這個退耦電容有兩個作用:一方面是充當本集成電路的儲能電容,提供和吸收該電路開路、關斷瞬間的充、放電能量;另一方面是旁路掉該器件的高頻噪聲。數字電路中典型的退耦電容是0.1μF。而這種電容由于本身結構的特點以及有一段引腳,免不了有分布電感。這個分布電感的典型值是5nH。5nH分布電感的退耦電容,并聯共振頻率大約在7MHz左右。也就是說,它對10MHz以下的噪聲有較好的退耦作用;但對40MHz以上的噪聲幾乎不起作用。
            1nF、10nF的電容,并聯共振頻率在20MHz以上,用來去除高頻噪聲效果更好些。在電源進入印刷板的地方加一個1nF或10nF的退耦電容往往是有利的。即使是電池供電系統,也需要這種電容。
             每10片左右集成電路加一支充放電電容,或稱儲能電容,其電容值可選10μF左右。最后使用鉭電容或聚碳酸酯電容,不要用電解電容,因為電解電容是用兩層薄膜卷起來的,這種卷起來的結構在高頻時表現為電感。
            退耦電容值的選取并不嚴格,可按C×f=1選用,即10MHz?。埃?mu;F;100MHz?。埃埃?mu;F;對微控制器構成的系統,?。埃薄埃埃?mu;F都可以。
           特別應注意的是,在焊接時退耦電容的引腳要盡量的短。長的引腳會使退耦電容本身發生自共振。

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