電阻電容是電路中常見的兩種元件它們在電路中起到了重要的作用。本文將從基本原理、功能特點和應(yīng)用領(lǐng)域等方面?zhèn)€紹電阻和電容的作用。
電阻的作用
電阻是電路中基本的元件之一,它的主要作用是限制電流的流動。當(dāng)電流通過電阻時,會產(chǎn)生電阻的電壓降,從而抵消電源的電壓,使電流得到限制。電陽的大小可以通過歐姆定律來描述,它與電流成正比,與電壓成反比。
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2、電容電阻類
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電容的選型及應(yīng)用
1)高速電路設(shè)計中電容的作用
電荷緩沖池:電源的負載是動態(tài)的,即高速運行的器件的電流和功耗是不斷變化的。電容的本質(zhì)是儲存電荷和釋放電荷,當(dāng)外界環(huán)境變化時,電容中的電荷能被迅速積累或釋放。有公式:
其中,
表示電容兩端電壓的變化量,
表示電容兩端電荷的變化量,
為電容的容值。當(dāng)外部環(huán)境的變化驅(qū)動器件的工作電壓增加或減少時,電容能通過積累或者釋放電荷吸收這種變化,即將器件工作電壓的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娙葜须姾傻淖兓?,從而保持器件工作電壓的穩(wěn)定。因此,電容可以作為電荷緩沖池,以使高速運行器件的工作電壓保持穩(wěn)定。
高頻噪聲的重要泄放通路:在高速電路中,無時無刻都存在狀態(tài)的轉(zhuǎn)變,由此會在電路中產(chǎn)生大量的噪聲等干擾。在電源傳輸路徑上,需要將這些干擾泄放到相對穩(wěn)定的地平面上,以免影響器件的工作。
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濾波電容阻抗隨頻率變化特性分析
高速電路設(shè)計需要考慮高頻和低頻兩種噪聲,針對這兩種噪聲,應(yīng)選取不同的濾波電容。其中有一個共識“ 低頻噪聲選用大電容,高頻噪聲選用小電容“。對電容器件而言,由于電容分量的存在,電容器件的阻抗隨著頻率的升高而逐漸降低,這是電容器件的本體屬性;ESL分量則使阻抗隨著頻率的升高而逐漸增加。在電容分量和ESL 分量的共同作用下,電容器件的整體阻抗表現(xiàn)為,隨著頻率的升高,是電容分量起主導(dǎo)作用,使阻抗逐步變小,器件表現(xiàn)為電容的阻抗特性,濾波效果漸強; 當(dāng)達到某一頻點時發(fā)生諧振,此時電容分量和ESL 分量對阻抗的效果正好抵消,在諧振點上,電容器件阻抗小,等于ESR 分量;此后,隨著頻率繼續(xù)升高, ESL 分量起主導(dǎo)作用,使阻抗逐步增大,器件表現(xiàn)為電感的阻抗特性,濾波效果漸弱。其阻抗-頻率變化曲線
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去耦電容,其作用是為器件穩(wěn)定工作而給器件電源提供的本地“小池塘”。在高速運行的器件上,會不斷產(chǎn)生快速變化的電荷需求,對于這種快速的需求,電源模塊無法及時給器件提供電流以補充,只能依靠器件附近的電容給予解決。
旁路電容,其作用是為前級(如電源產(chǎn)生的高頻噪聲等干擾)提供一條流到地平面的低阻抗路徑,以避免這些干擾影響正在高速工作的器件。
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