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電容器在抑制噪聲中的應(yīng)用以及注意事項

2021-03-04
在越來越多的自動控制的電路中，微控制器被普遍的應(yīng)用。微控制器的時鐘電路，選用方波而不是正弦波。方波比正弦波含有更高的高頻成分，引起的電磁攪擾噪聲頻率，相當(dāng)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，它的散布電容會起作用；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，它的散布電感不容忽視，并且長的引線還表提交現(xiàn)出天線的特征，將高頻噪聲信號發(fā)射出去。焊接印刷線路板的元件時，假如電阻、電容、三極管的引腳過長，這些長的引腳剛好成了高頻信號的天線。特別是信號引出線，假如該信號引出線的長度到達(dá)高頻信號波長的１／２０，噪聲信號就會發(fā)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(fā)射天線。去除這些高頻噪聲攪擾的方法是加退耦電容或高頻旁路電容。
        好的高頻退耦電容能夠去除高至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(shè)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(dāng)本集成電路的儲能電容，提供和吸收該電路開路、關(guān)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(shù)字電路中典型的退耦電容是０．１μＦ。而這種電容由于自身結(jié)構(gòu)的特點以及有一段引腳，免不了有散布電感。這個散布電感的典型值是５ｎＨ。５ｎＨ散布電感的退耦電容，并聯(lián)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(lián)共振頻率在２０ＭＨｚ以上，用來去除高頻噪聲作用更好些。在電源進(jìn)入印刷板的地方加一個１ｎＦ或１０ｎＦ的退耦電容往往是有利的。即使是電池供電體系，也需求這種電容。
         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。后面運(yùn)用鉭電容或聚碳酸酯電容，不要用電解電容，由于電解電容是用兩層薄膜卷起來的，這種卷起來的結(jié)構(gòu)在高頻時表現(xiàn)為電感。
        退耦電容值的選取并不嚴(yán)格，可按Ｃ×ｆ＝１選用，即１０ＭＨｚ?。埃宝蹋?；１００ＭＨｚ取０．０１μＦ；對微控制器構(gòu)成的體系，取０．１～０．０１μＦ都能夠。
       特別應(yīng)留意的是，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自身發(fā)生自共振。

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