PCB制版的电容的选择
印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时,操作它们时均会产生较大火花放电,必须采用RC吸收电路来吸收放电电流。一般R取1~2kΩ,C取2.2~4.7μF。
一般的10pF左右的电容用来滤除高频的干扰信号,0.1uF左右的用来滤除低频的纹波干扰,还可以起到稳压的作用。
滤波电容具体选择什么容值要取决于你PCB上主要的工作频率和可能对系统造成影响的谐波频率,可以查一下相关厂商的电容资料或者参考厂商提供的资料库软件,根据具体的需要选择。至于个数就不一定了,看你的具体需要了,多加一两个也挺好的,暂时没用的可以先不贴,根据实际的调试情况再选择容值。如果你PCB上主要工作频率比较低的话,加两个电容就可以了,一个滤除纹波,一个滤除高频信号。如果会出现比较大的瞬时电流,建议再加一个比较大的钽电容。其实滤波应该也包含两个方面,也就是各位所说的大容值和小容值的,就是去耦和旁路。原理我就不说了,实用点的,一般数字电路去耦0.1uF即可,用于10M以下;20M以上用1到10个uF,去除高频噪声好些,大概按C=1/f 。旁路一般就比较的小了,一般根据谐振频率一般为0.1或0.01uF。
说到电容,各种各样的叫法就会让人头晕目眩,旁路电容、去耦电容、滤波电容等等,其实无论如何称呼,它的原理都是一样的,即利用对交流信号呈现低阻抗的特性,这一点可以通过电容的等效阻抗公式看出来:Xcap=1/2лfC, 工作频率越高、电容值越大则电容的阻抗越小。在电路中,如果电容起的主要作用是给交流信号提供低阻抗的通路,就称为旁路电容;如果主要是为了增加电源和地 的交流耦合,减少交流信号对电源的影响,就可以称为去耦电容;如果用于滤波电路中,那么又可以称为滤波电容;除此以外,对于直流电压,电容器还可作为电路 储能,利用冲放电起到电池的作用。而实际情况中,往往电容的作用是多方面的,我们大可不必花太多的心思考虑如何定义。这里,我们统一把这些应用于高速PCB设计中的电容都称为旁路电容。
电容的本质是通交流、隔直流,理论上说电源滤波用电容越大越好。但由于引线和PCB布线原因,实际上电容是电感和电容的并联电路(还有电容本身的电阻,有时也不可忽略),这就引入了谐振频率的概念。在谐振频率以下电容呈容性,谐振频率以上电容呈感性。此外,独石电容、纸介电容、电解电容、低频瓷介(也称为铁电电容)、涤纶电容(一般是容量较大,体积较小),因介质损耗大,不适用于高、中频电路,可用于低频、电源滤波等电路中;云母电容、聚苯乙烯电容、高频瓷介、空气介质电容等(一般是容量较小,相对体积较大),介质损耗小,适合在高频、中频电路中使用。因而一般大电容滤低频波,小电容滤高频波。这也能解释为什么同样容值的STM封装的电容滤波频率比DIP封装更高。至于到底用多大的电容,这里仅给出一个参考:
电容值
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DIP封装谐振频率(MHz)
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STM封装谐振频率(MHz)
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电容值
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DIP封装谐振频率(MHz)
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STM封装谐振频率(MHz)
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1.0uF
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2.5
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5
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1000pF
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80
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160
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0.1uF
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8
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16
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100pF
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250
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500
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0.01uF
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25
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50
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10pF
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800
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1600
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不过仅仅是参考而已,更可靠的做法是将一大一小两个电容并联,一般要求相差两个数量级以上,以获得更大的滤波频段。