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电容使用简介

2020-04-16 来源:年旅网
电容使用简介

VCC Vin C1 CPU GND

上图为最基本的电容使用方法,此处用作“滤波电容”(de-coupling capacitance)。顾名思义,滤波电容就是滤除电源中的高频杂波(又称高频噪声)。对于我们常用的一些开关电源(也就是一边是220V输入,另一边是12V,5V等输出的那种方块的电源),在其输出的直流部分都是经过了一定的平波后才输出的,但是其中仍然有一些比较小的杂波在其中。这些杂波会对我们一些对电源质量要求较高的芯片产生一定的影响(你看CPU的datasheet可以看到Vin电源电压输入脚有一定的电压范围,一般都是vin+/- 5%),所以要把这些杂波滤除掉。最有效的方法就是在芯片的Vin脚加个小电容,这个电容就是所谓的滤波电容。这个电容大小一般为104(10*104=105pf=0.1uf)。 这里需要强调两点:

1. 电容的基本特性是“隔直通交”,对于开关电源输出的我们需要的直流部分,电容不会

导通;对于我们不需要的,而且在变化的杂波部分可以导通,从而去掉了电源中的杂波。 2. 开关电源是很容易产生干扰的一个设备,它工作的时候会产生很多的高频噪声;另外,

在导线传输电流的过程中,也会受到干扰而产生高频噪声。所以,这个滤波电容一定要尽量的靠近需要滤波电容的那个芯片的电源管脚!!(至于那种电源为什么叫做开关电

源,为什么它很容易产生高频噪声,这里就不多说了,如果你感兴趣,以后慢慢告诉你)。

VCC R1 A C1 /Rst CPU GND

看后,发现本图和上图只有一点区别-------多了一个电阻R1.但是注意 连接到CPU的相应管脚却不一样!!

在前面我们说了电容的一个基本特性:隔直通交。在本土中还用到了另一个特性:可以通过加直流电压来对电容进行充电! 日常生活中,我们见到一些电器在插头拔掉后,有些指示灯仍然要亮一段时间,这些指示灯用的电,部分就来自于电容所冲的电! oK,下面我们来分析下上面的那个图:

当VCC电源接通瞬间,相当于电源电压的一个跳变(0->VCC),这是在很短的时间内产生了一个很大的变化量,所以可以看作是一个交流量。对于这个交流量,电容c1是导通的,这个时候也就是说,相当于电源VCC通过电阻R1接地了。但是这个跳变的时间很短,紧接着,就是恒定的直流VCC了。所以,这个时候,电容不会再对电源VCC对地导通了。这时,电源VCC就可以通过电阻R1来对电容C1进行直流充电了,随着充电时间的延长,C1上面的电压逐渐无限接近VCC(可以这么想:如果把C1也看作一个电阻的话,那么阻值位无穷大,所以加在其上的电压就接近与VCC)。那么你会问,我怎么知道这个充电的时间是多少啊?因为我的CPU的/RST信号都有一定的时间长度的要求,如果我CPU复位还没

有完成,你A点的电压就变高了,停止复位了怎么办?这个问题问的好!所以接下来,我们来讲讲这个A点的电压与电容C1以及电阻R1之间的关系。 下面给个公式,出在书上: Va=Vcc(1-e

tT), 其中: Va:A点的电压,t:充电时间,T=RC

t= -T* ln(1-Va/Vcc)=-RC * ln (1-Va/Vcc)

从上面的公式可知,本图是一个上电对CPU自动复位的电路。至于R,C的大小的取值,还要根据CPU 的复位时间来通过计算确定。呵呵。

VCC R1 A C1 开关 /Rst CPU GND

这个电路图和我们刚刚分析的那个上电自动复位的电路基本上是一样的,只是多了一个开关增加了一个手动复位功能。去除开关以外的电路的使用方法原理都是一样的,开关部分的工作原理如下:

假设没有那个开关,上电复位后,CPU进入工作状态,如果这个时候,CPU由于一些原因需要复位,就很麻烦了,只能断电。但是有了这个开关,如果CPU需要复位,那我可以按下开关,让A点和地短接,则A点的电位迅速变低,则CPU开始复位。但是需要注意的是,我平时使用的开关都是那种:按下后松手就会自动弹上来的,如果你使用的是那种按下不会弹跳上来的开关,需要自己手动解除复位。

哈哈,这些东西就这么多了,如果以上有哪些内容有疑问,可以再一起探讨下。 下面我补充点“课外”的东西啊(有点像高中时候老师给上课一样了),呵呵。 电容除了上面的常用方法外,还有两种用的比较多的方法,如下: 1.

耦合电容(coupling capacitance):和前面的去耦电容的用法也算是相反吧。呵

VCC R2 R1 Vout C2 Vin C1

这个电路的作用是对输入的小信号Vin进行放大后输出。

我们都知道,三极管工作在放大状态是需要一定的条件的:集电结反偏,发射结正片。电阻R1,R2就是通过改变阻值来给三极管提供这中状态的工作电压的。因为对我们有用的信号是那个需要放大的交流信号,此处的直流信号对我们来说只是提供工作条件的,所以,在需放大的信号输入地方用电容C1隔离(避免直流信号干扰到自己的放大信号),在输出部分用电容C2也来隔离,使输出的只是需要的变化的交流信号。 2.

前面说到了我们用的开关电源,一头输入220V交流,另一头输出12V电压。如果我的电路中需要的是5V电压,而你开关电源只能输出12V电源怎么办?可以用一些电源芯片来解决这个问题。比如:7805. 输入12V电压,输出5V电压。

在这个5V的电压输出的地方纹波太重(所谓纹波也就是电压的各种杂波),除了需要接一个滤波电容外,还有在滤波电容两端并连一个更大的电容,通常为4.7u或者更大。大电容就像一个大水库一样,可以起到把输入的波涛汹涌的电流变成平稳的电流输出(有点类似三峡水库),呵呵。

至于别的地方,都用的很少,而且基本上也都是差不多的,就说这么多吧。

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