去耦電容器的作用分析
發布時間:2019-04-15 責任編輯:xueqi
【導讀】去耦電容器的作用到底是什麼?要回答這個問題,需要考證在不使用去耦器件時會出現什麼問題。帶去耦電容器和不帶去耦電容器(C1 和C2)情況下用於驅動 R-C 負載的緩衝電路。
在擔任應用工程師之前,我是 IC 測試開發工程師。我的項目之一是對 I2C wenduchuanganqijinxingtexingmiaoshu。zaibianxieyixieruanjianzhihou,woshougonghanjieleyigeyuanxingshejidianluban。youyushijiancangcu,woshengqulebijiaomafandequoudianrongqi。shuihuixuyaotane,duiba? 我(wo)收(shou)集(ji)數(shu)據(ju)大(da)概(gai)有(you)一(yi)個(ge)星(xing)期(qi)了(le),但(dan)獲(huo)得(de)的(de)任(ren)何(he)結(jie)果(guo)都(dou)無(wu)法(fa)與(yu)預(yu)期(qi)結(jie)果(guo)相(xiang)匹(pi)配(pei)。於(yu)是(shi)我(wo)做(zuo)了(le)大(da)量(liang)更(geng)改(gai),試(shi)圖(tu)提(ti)升(sheng)性(xing)能(neng),但(dan)都(dou)沒(mei)有(you)效(xiao)果(guo)。最(zui)後(hou),我(wo)決(jue)定(ding)添(tian)加(jia)一(yi)個(ge)去(qu)耦(ou)電(dian)容(rong)器(qi),不(bu)出(chu)所(suo)料(liao),問(wen)題(ti)解(jie)決(jue)了(le)。這(zhe)讓(rang)我(wo)不(bu)禁(jin)思(si)考(kao),會(hui)不(bu)會(hui)總(zong)是(shi)需(xu)要(yao)使(shi)用(yong)去(qu)耦(ou)電(dian)容(rong)器(qi)?
它的作用到底是什麼?
要回答這個問題,需要考證在不使用去耦器件時會出現什麼問題。 圖 1 為帶去耦電容器和不帶去耦電容器(C1 和C2)情況下用於驅動 R-C 負載的緩衝電路。我們注意到,在不使用去耦電容器的情況下,電路的輸出信號包含高頻 (3.8MHz) 振蕩。對於沒有去耦電容器的放大器而言,通常會出現穩定性低、瞬態響應差、啟動出現故障以及其它多種異常問題。

圖1:采用去耦和不采用去耦的緩衝電路(測量結果)
圖 2 闡述了為什麼去耦非常重要。需要注意的是,電源線跡的電感將限製暫態電流。 去耦電容與器件非常接近,因此電流路徑的電感很小。在暫態過程中,該電容器可在非常短的時間內向器件提供超大量的電流。 未采用去耦電容的器件無法提供暫態電流,因此放大器的內部節點會下垂(通常稱為幹擾)。無去耦電容的器件其內部電源幹擾會導致器件工作不連續,原因是內部節點未獲得正確的偏置。

圖2:帶去耦合和不帶去耦合情況下的電流
除了使用去耦電容器外,您還要在去耦電容器、電源和接地端之間采取較短的低阻抗連接。圖3將jiang良liang好hao的de去qu耦ou合he板ban麵mian布bu局ju與yu糟zao糕gao的de布bu局ju進jin行xing了le對dui比bi。您nin應ying始shi終zhong嚐chang試shi著zhe讓rang去qu耦ou合he連lian接jie保bao持chi較jiao短duan的de距ju離li,同tong時shi避bi免mian在zai去qu耦ou合he路lu徑jing中zhong出chu現xian通tong孔kong,原yuan因yin是shi通tong孔kong會hui增zeng加jia電dian感gan。大da部bu分fen產chan品pin說shuo明ming書shu都dou會hui給gei出chu去qu耦ou合he電dian容rong器qi的de推tui薦jian值zhi。如ru果guo沒mei有you給gei出chu,則ze可ke以yi使shi用yong0.1uF。

圖3:良好與糟糕 PCB 板麵布局的對比
zhengquelianjiequoudianrongqihuigeininshengquhenduomafan。jibianzaishiyantaishangbushiyongquouhedianluyenenggongzuodehenhao,danruojinruliangchanjieduanshizaiyingongyibianhuaheqitashijiyinsudeyingxiang,nindechanpinkenengjiuhuichuxianzheyanghuonayangdewenti。xiquwodejiaoxunba,biediaojinbushiyongquouhedexianjingli!從實戰經驗角度運放手把手教你電路調試。
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