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高速电路设计之《电容的作用》

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发表于 2014-2-24 22:14:07 | 显示全部楼层 |阅读模式
1)电容的作用之一——电荷缓冲池
        在高速电路设计中,电源的负载是动态的,即高度运行器件的电流和功耗的不断变化的。为了保证器件工作稳定,希望器件的工作电压不随电流和功耗的剧烈变化而同程度变化,即希望器件电压尽量稳定。在这种情况下,需要为器件提供一种缓冲池,以便当外界环境剧烈变化时,器件的工作电压能保持相对的稳定。电容的本质是存储电荷和释放电荷,当外界环境变化时,电容中的电荷能被迅速积累或释放。更具公式U=Q/C (U表示电容两端的电压的变化量,Q表示电容两端电荷的变化量,C为电容的容值),当外部环境的变化驱使器件的工作电压增加或减少时,电容能够通过积累或者释放电荷以吸收这种变化,即将器件工作电压的变化转变为电容中电荷的变化,从而保持器件工作电压的稳定。因此,电容的作用之一就是电荷缓冲池,以使高速运行器件的工作电压保持稳定。
2)电容的作用之二——高频噪声的重要泄放通路
        对高速运行的电路而言,无时无刻不存在状态的转变。例如,信号的状态不断在1和0之间切换,器件的电路方向不断在输出和输入之间切换。这种高速的转变,将在电路上产生大量的噪声等干扰,从频谱上看,这些干扰在相当大程度上处于有效信号的2次、3次等倍频频率。在电源传输路径上,需要将这些干扰泄放到相对稳定的地平面上,以免影响器件的工作。当频率升高时,电容表现为低阻抗,因此,可将电容作为高频噪声的重要泄放通路。
3)电容的作用之三——实现交流耦合
       当两个器件通过高速信号互连时,信号两端的器件可能对直流分量有不同的要求。例如,A和B两个器件之间通过高速差分对信号互连,但A器件工作于1.8V,B器件工作于3.3V,则A器件驱动的差分对信号将携带1.8V直流分量,导致信号到达接收端B器件时无法被正确识别;反之,B器件驱动的信号,到达A器件,其电平可能超过A器件所允许的最大输入电平。对于这种情况,需将信号所携带的发送端的直流分量在到达接收端前,予以滤除,即隔离信号两边器件的直流分量。基于电容的通交流,阻直流的特性,电容具有这种隔离功能。因此,电容的作用之三是实现交流耦合,以实现对直流的隔离。
发表于 2015-7-27 18:27:54 | 显示全部楼层
不错的东西,更直观的解释了电容的几个作用,更好的理解了,非常感谢了
发表于 2015-7-29 10:48:27 | 显示全部楼层
感谢分享了
发表于 2015-11-7 10:05:53 | 显示全部楼层
谢谢楼主,基础概念很重要
发表于 2016-1-2 23:32:37 | 显示全部楼层
原来电容的功能这么多   学习 了
发表于 2016-4-14 16:25:41 | 显示全部楼层
学习下  不错
发表于 2016-4-27 19:52:53 | 显示全部楼层
受益匪淺,謝謝樓主
发表于 2016-9-21 10:08:46 | 显示全部楼层
感谢分享了
发表于 2020-4-9 08:54:38 | 显示全部楼层
感谢分享,非常好的内容
发表于 2020-4-9 08:54:44 | 显示全部楼层
感谢分享,非常好的内容
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