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谈谈高速数字体系的滤波电容-2158.com-www.j2345.com

2017-12-27

    我们正在电源滤波电路上能够看到林林总总的电容,100uF,10uF,100nF,10nF差别的容值,那么这些参数是怎样肯定的?不要通知我是抄他人原理图的,呵呵。数字电路要运转稳固牢靠,电源一定要”清洁“,而且能量增补一定要实时,也就是滤波去耦肯定要好。什么是滤波去耦,简朴的道就是正在芯片不需要电流的时刻存储能量,正在您需求电流的时刻我又能实时的增补能量。不要跟我道这个职责不是DCDC、LDO的吗,对,正在低频的时刻它们能够搞定,但高速的数字体系便不一样了。先来看看电容,电容的感化简朴的道就是存储电荷。我们皆晓得正在电源中要加电容滤波,正在每一个芯片的电源足安排一个0.1uF的电容去耦。等等,怎样我看到要些板子芯片的电源足中间的电容是0.1uF的大概0.01uF的,有甚么讲求吗。要搞懂这个道道就要相识电容的现实特性。幻想的电容它只是一个电荷的存储器,即C。而现实制造出来的电容却不是那么简朴,剖析电源完整性的时刻我们常用的电容模子如下图所示。-金沙4166am

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    图中ESR是电容的串连等效电阻,ESL是电容的串连等效电感,C才是真正的幻想电容。ESR和ESL是由电容的制造工艺和质料决意的,没法消弭。那那两个器械对电路有甚么影响。ESR影响电源的纹波,ESL影响电容的滤波频率特性。

    我们晓得电容的容抗Zc=1/ωC,电感的感抗Zl=ωL,( ω=2πf),现实电容的复阻抗为Z=ESR+jωL-1/jωC= ESR+j2πf L-1/j2πf C。可见当频次很低的时刻是电容起作用,而频次下到肯定的时刻电感的感化便不可忽视了,再下的时刻电感便起主导作用了。电容便落空滤波的感化了。以是记着,高频的时刻电容便不是纯真的电容了。现实电容的滤波曲线如下图所示。 

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    上面道了电容的等效串连电感是电容的制造工艺和质料决意的,现实的揭片陶瓷电容的ESL从零点几nH到几个nH,封装越小ESL就越小。

    从上面电容的滤波曲线上我们借看出其实不是平展的,它像一个’V’,也就是说有选频特性,正在时刻我们期望它是越平越好(前级的板级滤波),而有时候期望它越越尖越好(滤波或陷波)。影响这个特性的是电容的品格身分Q, Q=1/ωCESR,ESR越大,Q就越小,曲线就越平展,反之ESR越小,Q就越大,曲线就越尖。一般钽电容和铝电解有比较小的ESL,而ESR大,以是钽电容和铝电解具有很宽的有用频次局限,异常合适前级的板级滤波。也就是正在DCDC大概LDO的输入级常常用较大容量的钽电容去滤波。而正在接近芯片的中央放一些10uF和0.1uF的电容往来来往耦,陶瓷电容有很低的ESR。-www.j2345.com

    道了那么多,那到底我们正在接近芯片的管脚处安排0.1uF照样0.01uF,上面列出去给人人参考。

              频次局限(HZ)                        电容与值

              DC-100K                               10uF以上的钽电容或铝电解

              100K-10M                              100nF(0.1uF)陶瓷电容

              10M-100M                              10nF(0.01uF)陶瓷电容

              >100M                                 1nF(0.001uF)陶瓷电容和PCB的天平面取电源平面的电容

    以是,今后不要见到甚么皆放0.1uF的电容,有些高速体系中这些0.1uF的电容基础便起不了感化。


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