我已經看到一些使用去耦電容器以及儲能電容器的電路,例如C4和C5:
閱讀有關去耦電容器的信息,對我來說,似乎是為了消除電源電壓中的小波動。然後我想-不是不是儲液電容器的目的嗎?如果儲能電容器能夠濾除大的波動,為什麼不能將其濾除?
所以我覺得我在這裡有一個基本的誤解。當我們假設將兩個去耦電容器均等地放置在功耗部分附近時,其去耦電容器的目的是什麼?還是去耦電容器的唯一優點是它更小,因此可以更容易地放置在功耗部分附近?
我已經看到一些使用去耦電容器以及儲能電容器的電路,例如C4和C5:
閱讀有關去耦電容器的信息,對我來說,似乎是為了消除電源電壓中的小波動。然後我想-不是不是儲液電容器的目的嗎?如果儲能電容器能夠濾除大的波動,為什麼不能將其濾除?
所以我覺得我在這裡有一個基本的誤解。當我們假設將兩個去耦電容器均等地放置在功耗部分附近時,其去耦電容器的目的是什麼?還是去耦電容器的唯一優點是它更小,因此可以更容易地放置在功耗部分附近?
這樣做的最可能原因是,在現實生活中,電容器沒有無限的帶寬。通常,如下圖所示,電容器的電容越高,對高頻的反應就越小,而小容量的電容器對高頻的反應則更好。只需將兩個不同值的電容器一起使用以改善濾波響應。
正如您所說,去耦蓋和電源大容量存儲蓋有兩個不同的用途。您是正確的,因為去耦電容的頂蓋必須在物理上接近其去耦電容的消耗者。大容量封頂可以處理低頻電流,因此可以位於電網上的任何位置。
但是,您所做的錯誤假設是假設原理圖放置暗示物理放置。沒有。在 good 示意圖中,物理放置會有一些提示。在這種情況下,我們無法確定去耦電容器(C5)是否在物理上靠近IC1(應該在哪裡)。
我個人不會出於這種原因親自繪製原理圖,我認為這樣做是不負責任的。但是,原理圖捕獲軟件將以任何一種方式生成相同的網表,因此細節實際上取決於放置。沒有電路板佈局圖,您根本無法分辨。我通常在物理上將去耦帽靠近其部分繪製,以暗示這是我想要的並且已經考慮了。我在談論如何在 https://electronics.stackexchange.com/a/28255/4512繪製良好的原理圖時提到了一個問題。不幸的是,有一個問題許多錯誤繪製的原理圖。
當兩個或多個不同值的去耦電容器並聯使用時,有必要考慮兩個網絡之間發生的並聯諧振。
克萊頓·保羅(Clayton Paul)描述了這種現象。考慮具有相同值的電容器C1,C2和具有寄生L1和L2的C1 >> C2的並聯耦合,大約相同的L1 = L2(圖1.A)。
我們假設\ $ f_1 \ $是電容器C1與電感器L1諧振的頻率,\ $ f_2 \ $是電容器C2與電感器L2諧振的頻率。
在頻率\ $ f_1 \ $下,兩個網絡看起來都是電容性的,總電容等於兩個電容器的總和。在\ $ f_1 \ $以下的頻率處,這改善了(很少)去耦。
在\ $ f_2 \ $以上,兩個網絡看起來都是電感性的,總電感等於並聯的兩個電感器,或者電感的一半這樣可以改善在高於\ $ f_2 \ $的頻率下的去耦。
在兩個網絡的諧振頻率之間(\ $ f_1 < f < f_2 \ $),兩個網絡的等效電路為一個與電感並聯的電容器,如圖1.b所示(並聯諧振電路)。這會產生共振(圖2),當元件的公差超過50%時會成為問題。
因此,我們可以得出這樣的結論:在高於和低於兩個電容器網絡都諧振的頻率處改善了頻率。
由於並聯諧振網絡引起的阻抗尖峰,在這兩個諧振頻率之間的某些頻率下,去耦實際上會更差。不好。
小型電容器和大型電解電容器的主要區別在於它們的頻率響應。電解電容器的較高頻率規格較差,並且可能會由於受到高頻噪聲的壓力而最終失效。反過來,電解電容器僅部分過濾的高頻很可能在放大器的可聽範圍內。
較小的電容器很容易過濾高頻噪聲,但是當它吸收高頻噪聲時,其影響很小涉及低頻市電電源紋波濾波。
並非所有電容器都具有相同的性能...較大的大容量電容器由於ESR和ESL(等效串聯電阻和電感)而無法快速響應,這取決於其組成。
有當然,您可以像您提到的那樣具有接近的能力,但總的來說,好的方案將使您與電路的距離越遠,電容越大,越慢且電容越大。如果做得好,相應的需要處理的頻率也會下降。
這種分層縮放方案在IC內部繼續進行,關鍵節點具有用於高頻事件的本地電容器。當然,裡面的這些蓋子是最昂貴和最小的。