深圳市敏创电子有限公司

耦合和解耦

 

去耦电容

  在设计电路时，许多新手工程师和业余爱好者认为稳定且稳定良好的电源是理所当然的，只是发现他们的电路在测试期间或组装完成后没有按预期运行。诸如音频放大器或无线电的模拟电路可能在背景中产生奇怪的嗡嗡声或噼啪声，并且诸如微控制器的数字电路可能变得不稳定和不可预测。这种性能不佳的原因通常在于输入电压在实践中很少稳定。相反，使用示波器观察时，直流电源通常会出现许多毛刺，电压尖峰和交流电压分量。

 

什么是去耦电容？

  去耦电容器用作局部电能储存器。像电池一样，电容器需要时间充电和放电。当用作去耦电容时，它们反对电压的快速变化。如果输入电压突然下降，则电容器提供能量以保持电压稳定。类似地，如果存在电压尖峰，则电容器吸收多余的能量。

 

去耦电容用于滤除电压尖峰，仅通过信号的直流分量。我们的想法是使用一个电容器，使其分流或吸收噪声，使DC信号尽可能平滑。因此，去耦电容也称为旁路电容，因为它们在需要时绕过电源。它们可被视为专用于单个电路板的小型不间断电源，甚至是电路板上的单个组件。对于所使用的每个集成电路，具有单个电容器并不罕见。事实上，在数字系统中，电路板上的几乎所有电容器都可用于去耦。

 

电源去耦

  去耦电容通常用于将电路与电源分离。某些组件需要严格调节的电源才能正常工作。微控制器和微处理器就是一个很好的例子。如果存在电压尖峰，则加载到处理器中的程序可能会跳过指令并开始出现不可预测的行为。数字逻辑电路也对电源电压敏感。因此必须对其进行良好的调节以确保稳定运行

 

因此，将去耦电容添加到电路中以平滑电源电压。数字电路的一个经验法则是为每个逻辑集成电路使用一个100nF  陶瓷电容，以及一个更大（最高几百μF）的电解电容每个电路板或电路部分。较大的电解电容器存储电路中的大部分能量，并使较低的频率去耦。然而，电解电容器具有较差的高频特性，并且逻辑门可以在非常高的频率下工作 - 计算机处理器可具有千兆赫兹范围内的工作频率。在这些更高的频率下，陶瓷电容可提供更好的去耦。为获得最佳效果，去耦电容应尽可能靠近芯片放置。

 

以下原理图说明了使用具有7400 NAND逻辑门的去耦电容（引脚14用于正电源电压，而引脚7连接到地）：