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硬件设计:电容电感磁珠总结
[发布时间]:2012年9月27日 [来源]:电子发烧友 [点击率]:7508
【导读】: 常见电容器有:铝电解电容器:极性,容量大,能耐受大的脉动电流,但容量误差大,泄漏电流大,适合于低频旁路、信号耦合和电源滤波等场合。胆电解电容:拥有普通电解电容的特性,漏电流极小,寿命长,容量误差小...

在用电容抑制电磁骚扰时,最容易忽视的问题就是电容引线对滤波效果的影响。电容器的容抗与频率成反比,正是利用这一特性,将电容并联在信号线与地线之间起到对高频噪声的旁路作用。然而,在实际工程中,很多人发现这种方法并不能起到预期滤除噪声的效果,面对顽固的电磁噪声束手无策。出现这种情况的一个原因是忽略了电容引线对旁路效果的影响。

实际电容器的电路模型如图1所示,它是由等效电感(ESL)、电容和等效电阻(ESR)构成的串联网络。

理想电容的阻抗是随着频率的升高降低,而实际电容的阻抗是图1所示的网络的阻抗特性,在频率较低的时候,呈现电容特性,即阻抗随频率的增加而降低,在某一点发生谐振,在这点电容的阻抗等于等效串联电阻ESR。在谐振点以上,由于ESL的作用,电容阻抗随着频率的升高而增加,这是电容呈现电感的阻抗特性。在谐振点以上,由于电容的阻抗增加,因此对高频噪声的旁路作用减弱,甚至消失。

电容的谐振频率由ESL和C共同决定,电容值或电感值越大,则谐振频率越低,也就是电容的高频滤波效果越差。ESL除了与电容器的种类有关外,电容的引线长度是一个十分重要的参数,引线越长,则电感越大,电容的谐振频率越低。因此在实际工程中,要使电容器的引线尽量短,电容器的正确安装方法和不正确安装方法如图2所示。

0欧姆电阻作用

1,在电路中没有任何功能,只是在PCB上为了调试方便或兼容设计等原因.

2,可以做跳线用,如果某段线路不用,直接不贴该电阻即可(不影响外观)

3,在匹配电路参数不确定的时候,以0欧姆代替,实际调试的时候,确定参数,再以具体数值的元件代替.

4,想测某部分电路的耗电流的时候,可以去掉0ohm电阻,接上电流表,这样方便测耗电流.

5,在布线时,如果实在布不过去了,也可以加一个0欧的电阻

6,在高频信号下,充当电感或电容.(与外部电路特性有关)电感用,主要是解决EMC问题.如地与地,电源和IC Pin间

7,单点接地(指保护接地、工作接地、直流接地在设备上相互分开,各自成为独立系统.)

8,熔丝作用
模拟地和数字地单点接地e#

*模拟地和数字地单点接地*

只要是地,最终都要接到一起,然后入大地.如果不接在一起就是"浮地",存在压差,容易积累电荷,造成静电.地是参考0电位,所有电压都是参考地得出的,地的标准要一致,故各种地应短接在一起.人们认为大地能够吸收所有电荷,始终维持稳定,是最终的地参考点.虽然有些板子没有接大地,但发电厂是接大地的,板子上的电源最终还是会返回发电厂入地.如果把模拟地和数字地大面积直接相连,会导致互相干扰.不短接又不妥,理由如上有四种方法解决此问题:

1、用磁珠连接;

2、用电容连接;

3、用电感连接;

4、用0欧姆电阻连接.

磁珠的等效电路相当于带阻限波器,只对某个频点的噪声有显著抑制作用,使用时需要预先估计噪点频率,以便选用适当型号.对于频率不确定或无法预知的情况,磁珠不合.

电容隔直通交,造成浮地.

电感体积大,杂散参数多,不稳定.

0欧电阻相当于很窄的电流通路,能够有效地限制环路电流,使噪声得到抑制.电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗),这点比磁珠强.

*跨接时用于电流回路*

当分割电地平面后,造成信号最短回流路径断裂,此时,信号回路不得不绕道,形成很大的环路面积,电场和磁场的影响就变强了,容易干扰/被干扰.在分割区上跨接0欧电阻,可以提供较短的回流路径,减小干扰.

*配置电路*

一般,产品上不要出现跳线和拨码开关.有时用户会乱动设置,易引起误会,为了减少维护费用,应用0欧电阻代替跳线等焊在板子上.

空置跳线在高频时相当于天线,用贴片电阻效果好.

*其他用途*

布线时跨线,调试/测试用临时取代其他贴片器件 ,作为温度补偿器件

用好去耦电容。好的高频去耦电容可以去除高到1GHZ的高频成份。陶瓷片电容或多层陶瓷电容的高频特性较好。设计印刷线路板时,每个集成电路的电源,地之间都要加一个去耦电容。去耦电容有两个作用:一方面是本集成电路的蓄能电容,提供和吸收该集成电路开门关门瞬间的充放电能;另一方面旁路掉该器件的高频噪声。数字电路中典型的去耦电容为0.1uf的去耦电容有5nH分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,也就是说对于10MHz以下的噪声有较好的去耦作用,对 40MHz以上的噪声几乎不起作用。

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