退耦电容原理--接法--运放自激原理

退耦电容原理所谓退耦，既防止前后电路网络电流大小变化时，在供电电路中所形成的电流冲动对网络的正常工作产生影响。换言之，退耦电路能够有效的消除电路网络之间的寄生耦合。退耦滤波电容的取值通常为47~200μF，退耦压差越大时，电容的取值应越大。所谓退耦压差指前后电路网络工作电压之差。如下图为典型的RC退耦电路，R起到降压作用：大家看到图中，在一个大容量的电解电容C1旁边又并联了一个容量很小的无极性电容C2原因很简单，因为在高频情况下工作的电解电容与小容量电容相比，无论在介质损耗还是寄生电感等方面都有显著的差别（由于电解电容的接触电阻和等效电感的影响，当工作频高于谐振频率时，电解电容相当于一个电感线圈，不再起电容作用）。在不少典型电路，如电源退耦电路，自动增益控制电路及各种误差控制电路中，均采用了1大容量电解电容旁边并联一只小电容的电路结构，这样大容量电解电容肩负着低频交变信号的退耦，滤波，平滑之作用；而小容量电容则以自身固有之优势，消除电路网络中的中，高频寄生耦合。在这些电路中的这一大一小的电容均称之为退耦电容。Re:大电容由于容量大，所以体积一般也比较大，且通常使用多层卷绕的方式制作，这就导致了大电容的分布电感比较大（也叫等效串联电感，英文简称ESL）。电感对高频信号的阻抗是很大的，所以，大电容的高频性能不好。而一些小容量电容则刚刚相反，由于容量小，因此体积可以做得很小（缩短了引线，就减小了ESL，因为一段导线也可以看成是一个电感的），而且常使用平板电容的结构，这样小容量电容就有很小ESL这样它就具有了很好的高频性能，但由于容量小的缘故，对低频信号的阻抗大。所以，如果我们为了让低频、高频信号都可以很好的通过，就采用一个大电容再并上一个小电容的方式。常使用的小电容为0.1uF的瓷片电容，当频率更高时，还可并联更小的电容，例如几pF，几百pF的。而在数字电路中，一般要给每个芯片的电源引脚上并联一个0.1uF的电容到地（这个电容叫做退耦电容，当然也可以理解为电源滤波电容,越靠近芯片越好），因为在这些地方的信号主要是高频信号，使用较小的电容滤波就可以了。2Re:在电源的输出端并联一个适当的电容，犹如水库的缓冲作用，可以大大减小负载等的波动对电源的影响，这就是退耦作用。在许多地方，类似的方法用得很多，总的说可以稳定某处的电位，让波动成分“消化”在电容之中，别去影响受保护的电路部分.一、自激：你说的是运放的自激吧----运放的自激有多种可能引起:1.补偿不足.例如OP37等运放,在设计时,为了提高高频响应,其补偿量较小,当反馈较深时会出现自激现象.通过测量其开环响应的BODE图可知,随着频率的提高,运放的开环增益会下降,如果当增益下降到0db之前,其相位滞后超过180度,则闭环使用必然自激.2.电源回馈自激.从运算放大器的内部结构分析,他是一个多级的放大电路,一般的运放都由3级以上电路组成,前级完成高增益放大和电位的移动,第2级完成相位补偿功能,末级实现功率放大.如果供给运放的电源的内阻较大,末级的耗电会造成电源的波动,此波动将影响前级的电路的工作,并被前级放大,造成后级电路更大的波动,如此恶性循环,从而产生自激.3.外界干扰.确切的说,这并不算自激,但现象和自激相似.输出产生和输入无关的信号.因为我们处于一个电磁波笼罩的环境之中,有50Hz和100Hz的工频干扰,数百Hz的中波广播干扰,数MHz的短3波干扰,几十到几百Hz的电视广播和FM广播干扰,1GHz左右的无线通讯干扰等.如果电路设计屏蔽不佳,干扰自然会引入电路,并被放大.如果电路出现自激现象,首先应该判断是哪种原因造成的.第一种自激出现在运放闭环使用,而且增益较低的情况下,一般只有增益小于10的情况下才能出现.其实这种自激最好解决,正确的选择运放即可,对于一些高速运放,其厂家手册中都会注明最低的闭环增益.与此相反,后两种情况都是在高增益情况下发生,这一点非常重要,可以准确的判断自激的原因.相对而言,后两种自激较难解决,本人不谦虚的说,只有具有一定的模拟电路设计经验,才有可能避免以上情况的发生.基本原则是尽量增加地线的面积,在运放供电引脚附近,一定是附近增加高频退偶电容,采用高频屏蔽等方法消除自激,减小干扰.以上仅够参考4二、电容在电路中的作用：具有隔断直流、连通交流、阻止低频的特性,广泛应用在耦合、隔直、旁路、滤波、调谐、能量转换和自动控制等。1、滤波电容：它接在直流电压的正负极之间，以滤除直流电源中不需要的交流成分，使直流电平滑，通常采用大容量的电解电容，也可以在电路中同时并接其它类型的小容量电容以滤除高频交流电。2、退耦电容：并接于放大电路的电源正负极之间，防止由电源内阻形成的正反馈而引起的寄生振荡。3、旁路电容：在交直流信号的电路中，将电容并接在电阻两端或由电路的某点跨接到公共电位上，为交流信号或脉冲信号设置一条通路，避免交流信号成分因通过电阻产生压降衰减。4、耦合电容：在交流信号处理电路中，用于连接信号源和信号处理电路或者作为两放大器的级间连接，用于隔断直流，让交流信号或脉冲信号通过，使前后级放大电路的直流工作点互不影响。5、调谐电容：连接在谐振电路的振荡线圈两端，起到选择振荡频率的作用。6、衬垫电容：与谐振电路主电容串联的辅助性电容，调整它可使振荡信号频率范围变小，并能显著地提高低频端的振荡频率。57、补偿电容：与谐振电路主电容并联的辅助性电容，调整该电容能使振荡信号频率范围扩大。8、中和电容：并接在三极管放大器的基极与发射极之间，构成负反馈网络，以抑制三极管极间电容造成的自激振荡。9、稳频电容：在振荡电路中，起稳定振荡频率的作用。10、定时电容：在RC时间常数电路中与电阻R串联，共同决定充放电时间长短的电容。11、加速电容：接在振荡器反馈电路中，使正反馈过程加速，提高振荡信号的幅度。12、缩短电容：在UHF高频头电路中，为了缩短振荡电感器长度而串联的电容。13、克拉波电容：在电容三点式振荡电路中，与电感振荡线圈串联的电容，起到消除晶体管结电容对频率稳定性影响的作用。14、锡拉电容：在电容三点式振荡电路中，与电感振荡线圈两端并联的电容，起到消除晶体管结电容的影响，使振荡器在高频端容易起振。15、稳幅电容：在鉴频器中，用于稳定输出信号的幅度。16、预加重电容：为了避免音频调制信号在处理过程中造成对分频量衰减和丢失，而设置的RC高频分量提升网络电容。17、去加重电容：为了恢复原伴音信号，要求对音频信号中经预加重6所提升的高频分量和噪声一起衰减掉，设置RC在网络中的电容。18、移相电容：用于改变交流信号相位的电容。19、反馈电容：跨接于放大器的输入与输出端之间，使输出信号回输到输入端的电容。20、降压限流电容：串联在交流回路中，利用电容对交流电的容抗特性，对交流电进行限流，从而构成分压电路。21、逆程电容：用于行扫描输出电路，并接在行输出管的集电极与发射极之间，以产生高压行扫描锯齿波逆程脉冲，其耐压一般在1500伏以上。22、S校正电容：串接在偏转线圈回路中，用于校正显象管边缘的延伸线性失真。23、自举升压电容：利用电容器的充、放电储能特性提升电路某点的电位，使该点电位达到供电端电压值的2倍。24、消亮点电容：设置在视放电路中，用于关机时消除显象管上残余亮点的电容。25、软启动电容：一般接在开关电源的开关管基极上，防止在开启电源时，过大的浪涌电流或过高的峰值电压加到开关管基极上，导致开关管损坏。26、启动电容：串接在单相电动机的副绕组上，为电动机提供启动移相交流电压，在电动机正常运转后与副绕组断开。27、运转电容：与单相电动机的副绕组串联，为电动机副绕组提供移78相交流电流。在电动机正常运行时，与副绕组保持串接。三、去耦电容的接法：去耦电容是并在电源与地间的，利用的是电容的充放电效应平滑电源波形，去耦针对的是高频信号，低频则称滤波，波动幅度越大需要的电容容量也越大，只是通常去耦电容对付的高频成份能量都不大，所以小容量电容就可以了，而且小容量电容的制造工艺保证了其具有较低的串联等效电感，因而具有更好的高频特性.