如何在電路中使用電容器？

去耦電容：

這些電容器對(duì)于在所有數(shù)字電路中使用都非常重要。理想情況下，數(shù)字IC或芯片需要穩(wěn)定的電壓才能工作。任何尖峰或電壓波動(dòng)都可能導(dǎo)致芯片無(wú)法正常工作，或者有時(shí)芯片可能會(huì)被破壞。這正是去耦電容器將發(fā)揮作用的地方。這些是通常用于放置在連接芯片的VCC和GND引腳的芯片附近的電容器，如上面的電路圖所示。

當(dāng)電路上電時(shí)，去耦電容器通過(guò)Vcc開(kāi)始充電，一旦電容器電壓達(dá)到供電電壓就停止充電。此時(shí)，當(dāng)電源電壓波動(dòng)時(shí)，電容器將在短時(shí)間內(nèi)為IC供電，以保持IC電壓穩(wěn)定。此外，當(dāng)輸入電源電壓出現(xiàn)尖峰時(shí)，電容器開(kāi)始充電至新的電源電壓。同時(shí)保持IC1的電壓輸入穩(wěn)定。在具有許多IC的大型電路中，通常建議在電源附近使用大電容器，在電路中使用的每個(gè)IC附近使用小型電容器。大電容器將在整個(gè)電路中提供穩(wěn)定的電壓。小型股可滿足與其一起使用的IC的需求。

耦合電容器：

我們已經(jīng)看到去耦電容器用于阻止電壓波動(dòng)，換句話說(shuō)，它有助于阻止交流信號(hào)，因?yàn)椴▌?dòng)或壓降是交流信號(hào)的一種形式，因?yàn)樾盘?hào)的電壓隨時(shí)間變化。另一方面，耦合電容器阻擋直流信號(hào)，同時(shí)允許交流信號(hào)通過(guò)。換句話說(shuō)，這些電容器用于通過(guò)阻止不需要的直流信號(hào)將交流輸入信號(hào)耦合或連接到電路的下一級(jí)。

這些電容器廣泛用于放大器和音頻應(yīng)用，我們的興趣點(diǎn)只是交流信號(hào)。讓我們以一個(gè)由 9v

直流電源供電的音頻電路為例。該電路從麥克風(fēng)接收語(yǔ)音輸入，這個(gè)語(yǔ)音輸入（交流信號(hào)）是我們的興趣點(diǎn)。來(lái)自9v電源的直流信號(hào)很有可能與該語(yǔ)音輸入信號(hào)混合。為了從我們的語(yǔ)音輸入中消除這種直流元素，使用耦合電容器C1（如上電路所示），它阻止直流信號(hào)并允許交變頻率的信號(hào)。請(qǐng)記住，我們了解到電容器提供非常高的電阻或阻擋直流信號(hào)。

不僅是直流，通過(guò)正確選擇電容器值，我們可以成功阻止不需要的低頻，并且只允許所需的高頻。這由電容器的電抗控制，它由公式 Xc = 1 / 2πFC

給出（我們?cè)诒?a href="http://www.ttokpm.com/v/" target="_blank">教程前面已經(jīng)看到了這一點(diǎn)）。請(qǐng)記住，我們已經(jīng)知道電容器對(duì)低頻具有高電抗，而對(duì)于高頻，電抗值會(huì)很低。因此，為了使耦合電容器允許低頻信號(hào)，我們需要使用更高值的電容器，對(duì)于高頻信號(hào)，較低的電容器值就足夠了。

過(guò)濾 器：

這些是用于從輸入信號(hào)中濾除不需要的頻率的電路塊。電容器與電阻器和電感器一起構(gòu)成濾波器的組成部分。濾波器具有比去耦電容更擴(kuò)展的功能?；旧?，您需要注意三種不同類(lèi)型的過(guò)濾器。

低通濾波器：

低通濾波器用于允許頻率分量小于截止頻率，并阻止高于截止頻率的頻率分量。這是當(dāng)輸入信號(hào)為低頻時(shí)它的工作原理，與電阻相比，電容器表現(xiàn)出高電抗（高電阻）。因此，與電阻兩端的壓降相比，電容器兩端的電壓將非常高。因此，我們將獲得沒(méi)有或低衰減的輸入信號(hào)。同時(shí)，當(dāng)輸入信號(hào)為高頻電抗時(shí)，電容器表現(xiàn)出的電抗將很低。因此，與電容電壓相比，電阻的壓降將非常高，從而阻止信號(hào)到達(dá)下一階段。

高通濾波器：

這些濾波器只允許頻率高于截止頻率的信號(hào)和較低頻率的阻斷信號(hào)。這里發(fā)生的情況是，當(dāng)輸入信號(hào)為低頻時(shí)，電容器表現(xiàn)出高電抗并充當(dāng)信號(hào)的開(kāi)路。另一方面，當(dāng)高頻電容器的輸入信號(hào)表現(xiàn)出低電抗（電阻）時(shí)。與電阻R1相比，這是非常低的。與電阻相比，電容器兩端的壓降將非常小，因此允許高頻信號(hào)輸出無(wú)衰減或低衰減。

帶通濾波器：

這是高通和低通濾波器的組合。該濾波器將僅允許特定頻率頻段的信號(hào)通過(guò)，并阻止此頻率范圍之外的信號(hào)。理想情況下，這種類(lèi)型的濾波器將具有兩個(gè)截止頻率上限和下限截止頻率。該濾波器將阻止頻率小于較低截止頻率和大于截止上限頻率的信號(hào)。如上電路所示，它是使用高通和低通濾波器構(gòu)建的。這些組合將只允許上限和下限截止頻率之間的頻率帶，并阻止這些頻率之外的信號(hào)。

定時(shí)電路：

從我們目前所看到的情況來(lái)看，我們知道，當(dāng)使用帶有直流的電容器時(shí)，充電并達(dá)到施加的電壓需要時(shí)間。這些定時(shí)電路利用電容器的這一特性，并用它來(lái)產(chǎn)生必要的時(shí)間延遲。但這里與電容器一起使用電阻器來(lái)控制電容器的充電速率，這反過(guò)來(lái)又會(huì)影響時(shí)間延遲。

上圖電路為RC定時(shí)電路，其中電容器C1提供9v的恒定直流電壓源。使用該電路產(chǎn)生的時(shí)間延遲由時(shí)間常數(shù)T給出。時(shí)間常數(shù)可以使用公式計(jì)算

T = RC

電容器需要 5T 或 5 倍的時(shí)間常數(shù)才能充滿電。因此，在此等式中應(yīng)用上述電阻和電容值將產(chǎn)生 5

秒的時(shí)間延遲。從電源接通的那一刻起，電容器在其端子上達(dá)到 9v 的電源電壓的延時(shí)為 《》 秒。

5T = 5 x R x C

= 5 x 10k x 100uF

時(shí)間延遲 = 5 秒。

在這個(gè)電路的工作背后發(fā)生了有趣的事情，以產(chǎn)生所需的時(shí)間延遲。為了理解這一點(diǎn)，讓我們看一下電容器圖的充電曲線。

上圖顯示了電壓、電流和為電容器充電所需的時(shí)間之間的關(guān)系。在時(shí)間t =

0時(shí)，電容器將處于放電狀態(tài)，直流電壓將施加到電路上。一旦施加電壓，充電電流就會(huì)流過(guò)電容器，在板上積累相等和相反的電荷。這導(dǎo)致電容器電壓Vc的增加。開(kāi)始時(shí)，充電電流將達(dá)到最大。當(dāng)時(shí)間達(dá)到恒定T時(shí)，電容器將充電電源電壓的63%，在上圖中標(biāo)記為1。

將其與上述電路T相關(guān)聯(lián)，時(shí)間為1秒，屆時(shí)電容器電壓將為63v的9%，即5.67v。從圖中你可以推斷出5T（時(shí)間常數(shù)）電容將被充電到其提供的電壓完全停止充電電流?，F(xiàn)在電容器據(jù)說(shuō)已充滿電。

使用公式 5T = 5RC ，您可以固定電容器和電阻的值，以強(qiáng)制該 RC 電路產(chǎn)生任何應(yīng)用所需的時(shí)間延遲。

油箱或調(diào)諧電路：

這些類(lèi)型的電路主要存在于無(wú)線電發(fā)射器、接收器和頻率選擇應(yīng)用中。電容器在這些電路中與電感器一起工作來(lái)完成這項(xiàng)工作。當(dāng)我們需要生成信號(hào)或從具有多個(gè)頻率分量的復(fù)雜信號(hào)接收特定頻率的信號(hào)時(shí)，將采用諧振電路或調(diào)諧電路，這就是“調(diào)諧”一詞的由來(lái)。該電路C和L中的元件可以根據(jù)我們的需要進(jìn)行調(diào)整。

上述電路的工作基于電容器和電感器的電抗。與電容器一樣，電感器也表現(xiàn)出電抗。但與電容器電感器不同的是，電感器對(duì)高頻信號(hào)表現(xiàn)出高電抗，而電容器對(duì)低頻信號(hào)表現(xiàn)出高電抗。該諧振電路的構(gòu)造方式是，電容器和電感器元件的電抗在一定頻率下相等，從而實(shí)現(xiàn)諧振。在諧振時(shí)，該諧振電路能夠產(chǎn)生指定頻率的信號(hào)或接收該頻率的信號(hào)。

這是它的工作原理，當(dāng)連接在該電路中的電容器充電時(shí)，它會(huì)將電荷存儲(chǔ)在其板中。然后，來(lái)自電容器的電流將移動(dòng)到電感器，電感器又將在其周?chē)⒋艌?chǎng)。這導(dǎo)致板上的電荷耗盡，其兩端的電壓下降到零。電感器具有抵抗流過(guò)電流變化的特性。一旦來(lái)自電容器的電流停止，電感器的磁場(chǎng)就會(huì)崩潰，使電流流過(guò)電路。該電流到達(dá)電容器并再次充電，在其極板中產(chǎn)生電荷并在其兩端產(chǎn)生電壓。這個(gè)循環(huán)繼續(xù)一遍又一遍地重復(fù)，產(chǎn)生共振頻率的信號(hào)。我們還可以使用該電路從復(fù)數(shù)信號(hào)中提取該頻率的信號(hào)。