PCB制版的電容的選擇
印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時(shí),操作它們時(shí)均會(huì)產(chǎn)生較大火花放電,必須采用RC吸收電路來吸收放電電流。一般R取1~2kΩ,C取2.2~4.7μF。
一般的10pF左右的電容用來濾除高頻的干擾信號(hào),0.1uF左右的用來濾除低頻的紋波干擾,還可以起到穩(wěn)壓的作用。
濾波電容具體選擇什么容值要取決于你PCB上主要的工作頻率和可能對(duì)系統(tǒng)造成影響的諧波頻率,可以查一下相關(guān)廠商的電容資料或者參考廠商提供的資料庫(kù)軟件,根據(jù)具體的需要選擇。至于個(gè)數(shù)就不一定了,看你的具體需要了,多加一兩個(gè)也挺好的,暫時(shí)沒用的可以先不貼,根據(jù)實(shí)際的調(diào)試情況再選擇容值。如果你PCB上主要工作頻率比較低的話,加兩個(gè)電容就可以了,一個(gè)濾除紋波,一個(gè)濾除高頻信號(hào)。如果會(huì)出現(xiàn)比較大的瞬時(shí)電流,建議再加一個(gè)比較大的鉭電容。其實(shí)濾波應(yīng)該也包含兩個(gè)方面,也就是各位所說的大容值和小容值的,就是去耦和旁路。原理我就不說了,實(shí)用點(diǎn)的,一般數(shù)字電路去耦0.1uF即可,用于10M以下;20M以上用1到10個(gè)uF,去除高頻噪聲好些,大概按C=1/f 。旁路一般就比較的小了,一般根據(jù)諧振頻率一般為0.1或0.01uF。
說到電容,各種各樣的叫法就會(huì)讓人頭暈?zāi)垦?,旁路電容、去耦電容、濾波電容等等,其實(shí)無論如何稱呼,它的原理都是一樣的,即利用對(duì)交流信號(hào)呈現(xiàn)低阻抗的特性,這一點(diǎn)可以通過電容的等效阻抗公式看出來:Xcap=1/2лfC, 工作頻率越高、電容值越大則電容的阻抗越小。在電路中,如果電容起的主要作用是給交流信號(hào)提供低阻抗的通路,就稱為旁路電容;如果主要是為了增加電源和地 的交流耦合,減少交流信號(hào)對(duì)電源的影響,就可以稱為去耦電容;如果用于濾波電路中,那么又可以稱為濾波電容;除此以外,對(duì)于直流電壓,電容器還可作為電路 儲(chǔ)能,利用沖放電起到電池的作用。而實(shí)際情況中,往往電容的作用是多方面的,我們大可不必花太多的心思考慮如何定義。這里,我們統(tǒng)一把這些應(yīng)用于高速PCB設(shè)計(jì)中的電容都稱為旁路電容。
電容的本質(zhì)是通交流、隔直流,理論上說電源濾波用電容越大越好。但由于引線和PCB布線原因,實(shí)際上電容是電感和電容的并聯(lián)電路(還有電容本身的電阻,有時(shí)也不可忽略),這就引入了諧振頻率的概念。在諧振頻率以下電容呈容性,諧振頻率以上電容呈感性。此外,獨(dú)石電容、紙介電容、電解電容、低頻瓷介(也稱為鐵電電容)、滌綸電容(一般是容量較大,體積較小),因介質(zhì)損耗大,不適用于高、中頻電路,可用于低頻、電源濾波等電路中;云母電容、聚苯乙烯電容、高頻瓷介、空氣介質(zhì)電容等(一般是容量較小,相對(duì)體積較大),介質(zhì)損耗小,適合在高頻、中頻電路中使用。因而一般大電容濾低頻波,小電容濾高頻波。這也能解釋為什么同樣容值的STM封裝的電容濾波頻率比DIP封裝更高。至于到底用多大的電容,這里僅給出一個(gè)參考:
電容值
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DIP封裝諧振頻率(MHz)
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STM封裝諧振頻率(MHz)
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電容值
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DIP封裝諧振頻率(MHz)
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STM封裝諧振頻率(MHz)
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1.0uF
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2.5
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5
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1000pF
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80
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160
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0.1uF
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8
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16
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100pF
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250
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500
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0.01uF
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25
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50
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10pF
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800
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1600
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不過僅僅是參考而已,更可靠的做法是將一大一小兩個(gè)電容并聯(lián),一般要求相差兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上,以獲得更大的濾波頻段。