这种电容叫做退耦电容,也可以叫做滤波电容,这个没有严格的区分。浸染是为了去除电源真个的滋扰和电源噪声,很多芯片对电源的哀求是很高的,如果你电源端都是不稳定的或者带来了额外的噪声,那芯片的功能务必会受到很大的影响。
那我们在设计电路的时候该怎么选取滤波电容呢?
我们实际用的电容并不是空想的电容,我们用到的电容可以用上图的模型来代替:电阻(ESR)、电感(ESL)和电容C串联的电路形式。这样我们就可以得出一个电容的实际阻抗表达式:
Z(阻抗):Z = R(电阻) + jX(电抗)
X = wL - 1/wC
XL = JwL
XC = 1/jwC
下面,我们分两种情形来谈论下这个看上去比较繁芜的表达式
1.高频(w很大)时,容抗(1/jwC) 就趋近于0,但是感抗jwL会很大,这就导致了电容在高频的时候不再是电容了,它相称于一个电阻和一个很大的电感的串联,这样就会产生很大的阻抗Z,会对我们的高频旗子暗记产生很大的阻挡,高频旗子暗记就会被阻挡在表面过不去。
这时候我们得想个办法,如何能让高频旗子暗记过去呢?我们仔细看我们的Z阻抗表达式,我们创造高频旗子暗记过不去最紧张的缘故原由便是电感这个哥们太调皮了,竟敢一个人挡着我们的去路。以是,我们得叫一个帮手来帮助我们抵抗电感。我们将感抗(1/jwC)增大,由于它与感抗是一个减法关系(去世敌人)。感抗一增大,(jwL - j/wC) 就会减小,Z就会减小。我们的高频旗子暗记就可以比较轻松的通过了。我们如何来增大感抗?减小C,j/wC就会增大。这样,我们就可以得出一个结论:小电容可以让我们的高频旗子暗记更轻松的通过!
以是,在电源滤波中,小电容是用来滤除高频旗子暗记的。为什么说是滤除?由于高频旗子暗记都从电容上流向大地了,这样高频旗子暗记就不会对我的电源造成滋扰,就可以成功地让电源保持稳定。
2.低频时(w较小时),感抗(jwL)就会变得很小,此时 1/jwC就会变得很大,同样,它也造成了我们的阻抗Z变得很大,我们的低频旗子暗记就被阻挡了。剖析方法同1是类似的,我们的目的便是减小阻抗,只管即便让Z = ESR。这里与上面轻微有点不同,看感抗的表达式 (XL = jwL),我们不能对它做什么,L是与工艺有关的,是一个固定的值。以是此时,我们就要去减小容(j/wC)。增大C,C便是你电容的值,它是可以改变的。以是,我们得出结论:大电容可以让低频旗子暗记更轻松地通过!
以是,大电容滤除低频。
由于我们的电源是直流电(w = 0),由于容抗j/wC会变得无穷大,以是直流电就通过不了电容,就可以稳稳当当地供给我们的芯片了。在实际运用中,为了由更好的频率范围,我们会用一个大电容和小电容并联的组合(两者之间的数量级一样平常至少是100以上)。
电容取值每种电容都有自己的V型曲线(不同的滤波范围),有兴趣的朋友可以去看一下V型曲线。
下图是电容取值的参考值:
我刚开始的时候,也不懂为什么电容要这么取,我问过很多人,他们多说这是履历,你多试试,达不到你哀求,你就换电容嘛!
我想说的是,实践才是考验真理的唯一标准!
在你设计电路的时候,你可以先查看一下芯片的参考手册,手册里面会给芯片的运用电路。我们可以参考这个电路,再在我们的设计上改变!