单片机中去耦电容的使用

起首来看图 3-1,这是上节课曾经见过的 USB 接口和供电电路。


图 3-1  USB 接口和供电电路

右边这张图,过了保险丝今后,接了一个 470uF 的电容 C16,左边这张图,经由开关后,接了一个 100uF 的电容 C19,而且并联了一个 0.1uF 的电容 C10。个中 C16 和 C19 起到的感化是一样的,C10 的感化和他们两个纷歧样,我们先来引见这 2 个大一点的电容。
容值比拟大的电容,实际上可以了解成水缸或许水池子,同时,人人可以直接把电流了解成水流,其实大天然万物的道理多是相似的。
感化一,缓冲感化。当上电的霎时,电流从电源处流下来的时分,不波动,轻易冲击电子器件,加个电容可以起到缓冲感化。就好像我们直接用水龙头的水浇地,轻易冲坏花花卉草。我们只需求在水龙头处加个水池,让水经由水池后再迟缓流进草地,就不会冲坏花卉,起到无效的维护感化。
感化二,波动感化。我们的一整套电路,后级电子器件的功率巨细都纷歧样,而器件正常任务的时分,所需电流的巨细也不是原封不动的。比方后级有个器件还没有任务的时分,电流耗费是 100mA,忽然它介入任务了,电流猛的增大到了 150mA,这个时分假如没有一个水缸的话,电路中的电压(水位)就会直接忽然降低,比方我们的 5V 电压忽然下降到 3V了。而我们零碎中有些电子元器件,必需高于必定的电压才干正常任务,电压太低就直接不任务了,这个时分水缸就必弗成少了。电容会在这个时分把存储在里边的电量释放一下,波动电压,当然,随后前级的电流会实时把水缸充溢的。
有了这个电容,可以说我们的电压和电流就会很波动了,不会发生大的动摇。这种电容常用的有如图 3-2、图 3-3、图 3-4 所示三种:


图 3-2  铝电解电容

        
图 3-3   钽电容                                                图 3-4  陶瓷电容

这三种电容是最常用的三种,个中第一种个头大,占空间大,单元容量价钱最廉价,第 二种和第三种个头小,占空间小,功能普通也略好于第一种,然则价钱也贵不少。当然,除 了价钱,还有一些特别参数,在通讯请求高的场所也要思索许多,这里暂且不说。我们板子 上如今用的是第一种,在异样的契合前提的耐压值和容值下,第一种 470uF 的电容不到一毛钱,而第二种和第三种能够要 1 块钱阁下了。
电容的拔取,第一个参数是耐压值的思索。我们用的是 5V 零碎,电容的耐压值要高于5V,普通引荐 1.5 倍到 2 倍即可,有些场所略微再高点也可以。我们板子上用的是 10V 耐压的。第二个参数是电容容值,这个就需求依据经历来拔取了,拔取的时分,要看这个电容起感化的整套零碎的功率耗费状况,假如零碎耗电较大,动摇能够比拟大,那么容值就要选大一些,反之可以小一些。
同窗们刚开端设计电路也是要模拟他人,他人用多大本人也用多大,渐渐积聚。比方咱上边讲电容感化二的时分,电流从 100mA 忽然增大到 150mA 的时分,其实即便加上这个电容,电压也会细微动摇,比方从 5V 动摇到 4.9V,然则只需我们板子上的器件在电压 4.9V 以上也可以正常任务的话,这点动摇是被允许的,然则假如不加或许加的很小,电压动摇比拟大,有些器件的任务就会不正常了。然则假如加的太大,占空间而且价钱也高,所以这个中央电容的拔取多参考经历。
我们再来看图 3-1 中的另一种电容 C10,它容值较小,是 0.1uF,也就是 100nF,是用来滤除高频旌旗灯号搅扰的。比方 ESD,EFT 等。我们初中学过电容的特征——可以通交换隔直流,然则电容的参数对分歧频率段的搅扰的感化是纷歧样的。这个 100nF 的电容,是我们的长辈依据搅扰的频率段,依据板子的参数,依据电容自身的参数所总结出来的一个值。也就是说,今后人人在设计数字电路的时分,在电源处的去耦高频电容,直接用这个 0.1uF 就可以了,不需求再去盘算和考量太多。
还有一点,人人可以细心察看我们的 KST-51 开辟板,在电路中需求较大电流供应的器件左近,会加一个大电容,比方在 1602 液晶左上角的 C18,接近单片机的 VCC 以及 1602液晶背光的 VCC,起到波动电压的感化,而图 3-1 中的 C19 的实践地位也是放在了在左上角电机和蜂鸣器左近,由于它们所需的电流都比拟大,并且任务时电流的动摇也很大。还有在一切的 IC 器件的 VCC 和 GND 之间,都邑放一个 0.1uF 的高频去耦电容,特殊在布板的时分,这个 0.1uF 电容要尽能够的接近 IC,尽量很顺遂的与这个 IC 的 VCC 和 GND 连到一同,这个人人先理解,细节今后再评论辩论。

时间: 08-27

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