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專家設(shè)計(jì)分享:旁路電容設(shè)計(jì)參考詳解

2012年02月27日 10:16 本站整理 作者:秩名 用戶評(píng)論(0

  雖然人們普遍認(rèn)為電容是解決噪聲相關(guān)問(wèn)題的靈丹妙藥,但是電容的價(jià)值并不僅限于此。設(shè)計(jì)人員常常只想到添加幾個(gè)電容就可以解決大多數(shù)噪聲問(wèn)題,但卻很少去考慮電容和電壓額定值之外的參數(shù)。然而,與所有電子器件一樣,電容并不是十全十美的,相反,電容會(huì)帶來(lái)寄生等效串聯(lián)電阻(ESR)和電感(ESL)的問(wèn)題,其電容值會(huì)隨溫度和電壓而變化,而且電容對(duì)機(jī)械效應(yīng)也非常敏感。

  設(shè)計(jì)人員在選擇旁路電容時(shí),以及電容用于濾波器、積分器、時(shí)序電路和實(shí)際電容值非常重要的其它應(yīng)用時(shí),都必須考慮這些因素。若選擇不當(dāng),則可能導(dǎo)致電路不穩(wěn)定、噪聲和功耗過(guò)大、產(chǎn)品生命周期縮短,以及產(chǎn)生不可預(yù)測(cè)的電路行為。

  電容技術(shù)

  電容具有各種尺寸、額定電壓和其它特性,能夠滿足不同應(yīng)用的具體要求。常用電介質(zhì)材料包括油、紙、玻璃、空氣、云母、聚合物薄膜和金屬氧化物。每種電介質(zhì)均具有特定屬性,決定其是否適合特定的應(yīng)用。

  在電壓調(diào)節(jié)器中,以下三大類電容通常用作電壓輸入和輸出旁路電容:多層陶瓷電容、固態(tài)鉭電解電容和鋁電解電容?!案戒洝辈糠謱?duì)這三類電容進(jìn)行了比較。

  多層陶瓷電容

  多層陶瓷電容(MLCC)不僅尺寸小,而且將低ESR、低ESL和寬工作溫度范圍特性融于一體,可以說(shuō)是旁路電容的首選。不過(guò),這類電容也并非完美無(wú)缺。根據(jù)電介質(zhì)材料不同,電容值會(huì)隨著溫度、直流偏置和交流信號(hào)電壓動(dòng)態(tài)變化。另外,電介質(zhì)材料的壓電特性可將振動(dòng)或機(jī)械沖擊轉(zhuǎn)換為交流噪聲電壓。大多數(shù)情況下,此類噪聲往往以微伏計(jì),但在極端情況下,機(jī)械力可以產(chǎn)生毫伏級(jí)噪聲。

  電壓控制振蕩器(VCO)、鎖相環(huán)(PLL)、RF功率放大器(PA)和其它模擬電路都對(duì)供電軌上的噪聲非常敏感。在VCO和PLL中,此類噪聲表現(xiàn)為相位噪聲;在RF PA中,表現(xiàn)為幅度調(diào)制;而在超聲、CT掃描以及處理低電平模擬信號(hào)的其它應(yīng)用中,則表現(xiàn)為顯示偽像。盡管陶瓷電容存在上述缺陷,但由于尺寸小且成本低,因此幾乎在每種電子器件中都會(huì)用到。不過(guò),當(dāng)調(diào)節(jié)器用在對(duì)噪聲敏感的應(yīng)用中時(shí),設(shè)計(jì)人員必須仔細(xì)評(píng)估這些副作用。

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