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1、详解电容的作用和用途电容是电路设计中最为普通常用的器件，是无源元件之一， 有源器件简单地说就是需能（电）源的器件叫有源器件，无需 能（电）源的器件就是无源器件。电容也常常在高速电路中扮 演重要角色。电容的作用和用途，一般都有好多种。女口：在旁路、去 耦、滤波、储能方面的作用；在完成振荡、同步以及时间常 数的作用下面来详细分析一下：Q1、隔直流：作用是阻止直流通 过而让交流通过。前6级二 输V 出隔直流电容2、旁路（去耦）：为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗 通路。I借号输入信寻输出IC1D1GNDL78122CI8 B*W4-47ulm OUT图C1旁路电容：旁路电容，又称为退耦电容，是为某
2、个器件提供 能量的储能器件，它利用了电容的频率阻抗特性（理想电容 的频率特性随频率的升高，阻抗降低），就像一个水塘，它 能使输出电压输出均匀，降低负载电压波动。旁路电容要尽 量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚，这是阻抗要求， 在画PCB时候特别要注意，只有靠近某个元器件时候才能抑 制电压或其他输信号因过大而导致的地电位抬高和噪声，说 白了就是把直流电源中的交流分量，通过电容耦合到电源地 中，起到了净化直流电源的作用。如图C1为旁路电容，画图 时候要尽量靠近IC1去耦电容：去耦电容，是把输出信号的干扰作为滤除对 象，去耦电容相当于电池，利用其充放电，使得放大后的信 号不会因电流的突变而受干扰。
3、它的容量根据信号的频率、抑制波纹程度而定，去耦电容就是起到一个“电池”的作 用，满足驱动电路电流的变化，避免相互间的耦合干扰。旁路电容实际也是去耦合的，只是旁路电容一般是指高频 旁路，也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。 高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般取 0.1F、 0.01F等；而去耦合电容的容量一般较大，可能是 10F或者 更大，依据电路中分布参数、以及驱动电流的变化大小来确 定。如图C3为去耦电容D1IC1JC2C1104C3J104_47uEIN OUTLgnd_J I、1L7812图C3它们的区别：旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象， 而去耦是把输出信号的干扰作
4、为滤除对象，防止干扰信号返 回电源。所以，电感的阻抗于两个因素有关：一是频率；二是电感的固的 固有属性，也就电感的值，也称为电感。3、耦合：作为两个电路之间的连接，允许交流信号通过并传 输到下一级电路。用电容做耦合的元件，是为了将前级信号传递到后一级，并 且隔断前一级的直流对后一级的影响，使电路调试简单，性能稳定。如果不加电容交流信号放大不会改变，只是各级工作点需重 新设计，由于前后级影响，调试工作点非常困难，在多级时 几乎无法实现。4、滤波：这个对电路而言很重要，CPU背后的电容基本都 是这个作用。即频率f越大，电容的阻抗Z越小。当低频时，电容C由于 阻抗Z比较大，有用信号可以顺利通过；当高
5、频时，电容 C 由于阻抗Z已经很小了，相当于把高频噪声短路到GND上去 了。滤波作用：理想电容，电容越大，阻抗越小，通过的频率也 越高。电解电容一般都是超过 1uF ，其中的电感成份很 大，因此频率高后反而阻抗会大。我们经常看见有时会看到 有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容，其实大的电 容通低频，小电容通高频，这样才能充分滤除高低频。电容 频率越高时候则衰减越大，电容像一个水塘，几滴水不足以 引起它的很大变化，也就是说电压波动不是你很大时候电压 可以缓冲，如图C2图C25、温度补偿：针对其它元件对温度的适应性不够带来的影 响，而进行补偿，改善电路的稳定性。分析：由于定时电容的容量决定了行
6、振荡器的振荡频率，所 以要求定时电容的容量非常稳定，不随环境湿度变化而变 化，这样才能使行振荡器的振荡频率稳定。因此采用正、负 温度系数的电容释联，进行温度互补。当工作温度升高时，Cl的容量在增大，而C2的容量在减 小，两只电容并联后的总容量为两只电容容量之和，由于一 个容量在增大而另一个在减小，所以总容量基本不变。同理，在温度降低时，一个电容的容量在减小而另一个在增 大，总的容量基本不变，稳定了振荡频率，实现温度补偿目 的。6、计时：电容器与电阻器配合使用，确定电路的时间常数。输入信号由低向高跳变时，经过缓冲1后输入RC电路。电容 充电的特性使B点的信号并不会跟随输入信号立即跳变，而 是有一
7、个逐渐变大的过程。当变大到一定程度时，缓冲 2翻 转，在输出端得到了一个延迟的由低向高的跳变。时间常数：以常见的RC串联构成积分电路为例，当输入信 号电压加在输入端时，电容上的电压逐渐上升。而其充电电 流则随着电压的上升而减小，电阻R和电容C串联接入输入 信号VI,由电容C输出信号V0,当RC ( t )数值与输入方波 宽度tw之间满足：Ttw,这种电路称为积分电路7、调谐：对与频率相关的电路进行系统调谐，比如手机、收 音机、电视机。T卜1isoknI变容二极管的调谐电路nlm因为lc调谐的振荡电路的谐振频率是lc的函数，我们发现 振荡电路的最大与最小谐振频率之比随着电容比的平方根变 化。此处
8、电容比是指反偏电压最小时的电容与反偏电压最大 时的电容之比。因而，电路的调谐特征曲线(偏压一谐振频 率)基本上是一条抛物线。8、整流：在预定的时间开或者关半闭导体开关元件。47j电咨整流作用9宅已+ l圭酥吆FTOUTGXD01vd7Bf,.L _.滤波前滤液后十CZZ9、储能：储存电能，用于必须要的时候释放例如相机闪光灯，加热设备等等.（如今某些电容的储能水 平己经接近锂电池的水准，一个电容储存的电能可以供一个 手机使用一天。储能作用：一般地，电解电容都会有储能的作用。对于专门 的储能作用的电容，电容储能的机理为双电层电容以及法拉 第电容，其主要形式为超级电容储能，其中超级电容器是利 用双电层原理的电容器，当外加电压加到超级电容器的两个 极板上时，与普通电容器一样，极板的正电极存储正电荷， 负极板存储负电荷，在超级电容器的两极板上电荷产生的电 场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以 平衡电解液的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之 间的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置 上，这个电荷分布层叫做双电层，因此电容量非常大。
