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浅谈电磁兼容——旁路和滤波

2019-07-13 23:12发布

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浅谈电磁兼容——旁路和滤波旁路和滤波是指把能量从一个电路转移到另一个电路的功能，常用于提高电路供电稳定（滤除电路纹波）储能——用于稳定电源电压，防止dv/dt的变化，一般都是大电容。退耦——去除在电源分配网路的其他能量，保证输入进IC的电压稳定。旁路——将元件或线耦合的能量移到别处，这对于滤波（有限带宽）很有好的作用。电解电容有很多种类电解电容——具有大容值，大尺寸，低ESL（Equivalent Series Inductance 等效电感）和ESR（Equivalent Series Resistance等效电阻），使用寿命短。钽电容——大容中等1~1000uF，小尺寸，ESL和ESR与各种型号有关，范围很宽陶瓷电容——容值很小，小尺寸，ESR很低，可靠性和成本最优。并联电容：在产品设计中，为抑制电源和地网络存在的开关噪声，常采用多个退耦电容并联使用。板级的噪声，又是被称为“&I”噪声，是引起RF发射的主要原因，这种“&I”常常被误认为“地弹”噪声。而实际的正真意义上的“地弹”是指元件封装内部基片与外部封装贴装焊盘之间的电势差。该电势差产生在元器件封装内部的搭接线两端。退耦电容并联使用的时候一定不要忽视电源平面和地平面之间形成的电容器。但是研究表明，在高频段有多个退耦电容并联使用并不一定有效。比起只是用一个大电容，一般也只会有6dB左右的改善，尽管6dB不是很明显的效果，但是在EMI标准认证的产品改善可能是恰恰需要的。分析原因，电容值大的电容阻抗在频率高于自谐振频率以后，会随着频率增大而增大（表现为感性），而此时容值小的电容的阻抗任然在降低，从而占主导地位，这样，就会又出现并联使用的阻抗会小于单独使用的阻抗。分析6dB出现的原因，可以发现，实际上是由于两个电容的引脚并联和元件本身的并联使电感值得到相应的降低。并联使用的时候，两条引脚并行连接就相当于使用了一个电容引脚得以展宽。拓展了引脚，电感值就自然下降了。电感值下降是并联电容能够有效的用于退耦的主要原因。数字元件的信号切换的时候，会产生RF噪声电流，为了去除这些噪声电流，可选用并联退耦的方式，在每个电源引脚放在连个并联电容（如0.1UuF和0.001uF）。采用并联电容时应注意，两个电容的容值还有两个数量级的差别，也就是100倍，如果相差不到100倍，就会形成谐振储能电路。暂时就写并联电容这部分，下次再做几张图。

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