高頻旁路電容的原理
在電子儀器中,從某一裝置輸出的交變電流經(jīng)常有高頻成分與低頻成分。這時,高頻旁路電容器就能起到濾過高頻(讓高頻通過高頻旁路電容器所在支路)保留低頻(低頻輸出)的作用,起這種作用的電容器,就叫高頻旁路電容器。
通高頻,阻低頻的電容器對高頻成分的容抗小,對低頻成分的容抗大,高頻成分就通過電容器,而使得低頻成分輸送到下一級。做這種用途的電容器叫作高頻旁路電容器,高頻旁路電容器的電容一般比較小。
理解電感或電容首先需要看它的計算公式中的單位,是歐姆。也就是說對于它們所能起作用的電路而言,其作用可以看成電阻。如圖1,以前級輸出輸出各種電成分(包含低頻與高頻)為開始,以后級輸入為結(jié)束(僅含低頻)。我們知道,電容的容抗與頻率有關(guān),頻率越高,容抗越低,相當于小電阻。所以對于高頻電流而言,圖1中的電容器的容抗十分小,也就是相當于一條電阻十分小的支路,于是高頻電流就在此處被短路了,而不能到達后級輸入。相反,對于低頻電流,圖1中的電容容抗大,故不會被短路,同時能到達后級輸出。
高頻旁路電容器頻率特性
所有的電容器的引線和電極都含有電感,差別僅在引線和電極的形狀不同,決定了電感的大小。圖2中示出了電容器的等效電路和它的頻率特性。圖中表示兩只電容量相同的電容器(電容器1和電容器2),由于它們所含的電感量不同,因而呈現(xiàn)了兩種不同的頻率特性。在電容器1中含有較大的電感量,當頻率升到f1時,容抗和感抗相等呈串聯(lián)諧振狀態(tài)。頻率繼續(xù)升高時呈電感性,也就是說此時該電容器已經(jīng)變成一只電感器了。圖中另一條曲線表示含有較小電感量的電容器2的頻率特性,它可以應用在較高頻率的場合。限制電容器上限頻率的參;數(shù)是電容器的介質(zhì)損耗角lgδ。lgδ的大小決定于電容器介質(zhì)的材料。lgδ大的電容器當頻率升高時,電容器會嚴重發(fā)熱甚致?lián)p壞。作為陽極隔直流用的電容器,要選用耐壓高介質(zhì)損耗小的陶瓷或云母介質(zhì)的電容器。對于作高頻旁路的電容器,要注意電容器中含有電感的大小和工作頻率的關(guān)系。一旦電容器成了電感器,它就不再有旁路高頻的作用了。
高頻旁路電容的作用
電容器因其容抗隨頻率增高而下降,在電源電路和信號電路中起到了高頻旁路作用。電容器的容抗為:
Xc=1/ωC
式中Xc為電容的容抗值、ω為信號的角頻率、C為電容量。從容抗表達式中看出,隨著頻率的升高,容抗的數(shù)值在下降。
在電源電路或交流放大電路中,一些直流、低頻信號中混雜了一些不需要的高頻信號,對電路形成了一些不良干擾,這是可以在這些易干擾之處至地間接一個電容,該電容對高頻信號由于容抗很小而相當于出在短路狀態(tài),從而大大削弱了高頻信號的干擾。
在一些大電解電容濾波電路中,由于大電解電容在高頻是品質(zhì)因數(shù)的下降,因此對高頻信號的旁路作用下降,為此需要在其邊上再并聯(lián)一個相對容量較小的高頻旁路電容。