電路的設計中存在很多 電磁干擾(EMI)
問題,, 去耦電容
的應用場景就是減小電磁干擾,這一過程衍生出了另一個概念—— 電磁兼容(EMC)
,。
電磁干擾(EMI)的例子,?
1、靜電放電(ESD)
冬天的時候,,尤其是空氣比較干燥的內陸城市,,很多朋友都有這樣的經歷,手觸碰到電腦外殼,、鐵柜子等物品的時候會被電擊,,這就是 靜電放電現象
,也稱之為 ESD
,。
2,、快速瞬間群脈沖(EFT)
不知道有沒有同學有這樣的經歷,早期我們使用電鉆這種電機設備,,并且同時在聽收音機或者看電視的時候,,收音機或者電視會出現雜音,這就是 快速瞬間群脈沖
的效果,,也稱之為 EFT
,。
3、浪涌(Surge)
以前的老電腦,,有的性能不是很好,,帶電熱插拔優(yōu)盤、移動硬盤等外圍設備的時候,,內部會產生一個百萬分之一秒的電源切換,,直接導致電腦出現藍屏或者重啟現象,就是熱插拔的 浪涌
效果,,稱之為 Surge
,。
電磁干擾的內容有很多,我們這里不能一一列舉,,但是有些內容非常重要,。這些問題不要認為是小問題,比如一個簡單的靜電放電,,我們用手能感覺到的靜電,,可能已經達到3KV以上了。
如果用眼睛能看得到的,至少是5KV了,,只是因為這個電壓雖然很高,,能量卻非常小,持續(xù)的時間非常短,,因此不會對人體造成傷害,。但是我們應用的這些半導體元器件就不一樣了,一旦瞬間電壓過高,,就有可能造成器件的損壞,。
去耦電容的概念
去耦電容
是電路中裝設在元件的電源端的電容,此電容可以提供較穩(wěn)定的電源,,同時也可以降低元件耦合到電源端的噪聲,,間接可以減少其他元件受此元件噪聲的影響。
在電子電路中,, 去耦電容和旁路電容都是起到抗干擾的作用
,,電容所處的位置不同,稱呼就不一樣了,。對于同一個電路來說,,旁路(bypass)電容是把輸入信號中的高頻噪聲作為濾除對象,把前級攜帶的高頻雜波濾除,,而去耦(decoupling)電容也稱退耦電容,是把輸出信號的干擾作為濾除對象,。
去耦電容的應用
首先看下圖USB 接口和供電電路 :

左邊這個電路,,過了保險絲以后,接了一個470uF的電容C16,,右邊這個電路,,經過開關后,接了一個100uF的電容C19,,并且并聯了一個0.1uF 的電容C10,。其中C16和C19起到的作用是一樣的,C10的作用和他們兩個不一樣,,我們先來介紹這2個大一點的電容,。
1、大容值電容的作用
容值比較大的電容,,理論上可以理解成水缸或者水池子,,同時,大家可以直接把電流理解成水流,,其實大自然萬物的原理都是類似的,。
【作用一】緩沖作用。當上電的瞬間,電流從電源處流下來的時候,,不穩(wěn)定,,容易沖擊電子器件,加個電容可以起到緩沖作用,。就如同我們直接用水龍頭的水澆地,,容易沖壞花花草草。我們只需要在水龍頭處加個水池,,讓水經過水池后再緩慢流進草地,,就不會沖壞花草,起到有效的保護作用,。
【作用二】穩(wěn)定作用,。我們的一整套電路,后級電子器件的功率大小都不一樣,,而器件正常工作的時候,,所需電流的大小也不是一成不變的。比如后級有個器件還沒有工作的時候,,電流消耗是100mA,,突然它參與工作了,電流猛的增大到了150mA,,這個時候如果沒有一個水缸的話,,電路中的電壓(水位)就會直接突然下降,比如我們的5V電壓突然降低到3V了,。
而我們系統(tǒng)中有些電子元器件,,必須高于一定的電壓才能正常工作,電壓太低就直接不工作了,,這個時候水缸就了,。電容會在這個時候把存儲在里邊的電量釋放一下,穩(wěn)定電壓,,當然,,隨后前級的電流會及時把水缸充滿的。
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