耦合電容的原理、應用及電路詳細解析

2020-11-27 雲漢芯城ICkey

電容可完成耦合、濾波、旁路、退耦、諧振、中和、補償等多種功能,其中,用於完成耦合功能的電容被稱為耦合電容,本文主要詳細描述電容是如何實現耦合作用的,即耦合電容的原理是什麼。

耦合電容定義

耦合電容,又稱電場耦合或靜電耦合,是由於分布電容的存在而產生的一種耦合方式。耦合電容器是使得強電和弱電兩個系統通過電容器耦合併隔離,提供高頻信號通路,阻止低頻電流進入弱電系統,保證人身安全。帶有電壓抽取裝置的耦合電容器除以上作用外,還可抽取工頻電壓供保護及重合閘使用,起到電壓互感器的作用。耦合方法有多種。

電容耦合原理

噪聲對信號傳遞過程產生影響的方式有多種,其耦合方式主要可以分為直接耦合、公共阻抗耦合、電容耦合、電磁感應耦合、輻射耦合、漏電耦合等等。其中,直接耦合是指幹擾信號直接進入信號傳遞系統中產生幹擾;公共阻抗耦合是指由於兩電路有公共通路而對系統產生幹擾;電容耦合是指由於分布電容的存在而產生的幹擾現象;電磁感應耦合是指電場與磁場之間相互影響而產生的耦合現象。

在直流電路中,電容相當於斷路,電流無法通過;而在交流電路中,隨著電容一腳的電壓逐步升高,與該腳相連的電極板上所聚集電荷也逐步增多,隨著電壓逐步降低,相應電極板上所聚集的電荷也逐漸減少,這整個過程中電容實際上沒有電流通過,卻看似有電流通過,因此耦合電容在交流電路中可以這種方式來近似完成電流由前一級至後一級的傳遞。

耦合電容的應用和電路圖解析

該圖是耦合電容電路的模型框圖。我們在電路分析中會經常遇見耦合電容。它的作用是將前級的信號盡最大努力無損地加到後級電路中,同時有可能去掉不需要的信號。根據電容的特性可知,該耦合的過程就是將有用的交流信號從前級加到後級,而阻止其中的直流信號。這也是該類型電路的一般分析思路。

接下來是以一具體的電路來分析其工作原理,如圖1所示:

這是兩級的放大電路,耦合電容經常出沒的地方。為了便於分析,把從A點向TV2看的輸入電阻Rin與耦合電容C1構成的分壓電路圖給出,如圖2所示:

根據圖2與分壓的原理可知,當Rin很大,C1容抗(1/ωC1)很小時,該耦合電路對信號幾乎無衰減地加到後級TV2.

對於低頻來說,Rin不變時,增大C1的容值,即C1容抗減小,這時信號的衰減也隨著減小。但是C1並不能無限制的增大,當大到一定程度時,會增大耦合電容漏電,這是一種電路噪聲,是我們不願接受的。當然可以通過提高輸入電阻Rin來改善電路的低頻特性。

如果電路工作的頻率很高,那麼C1值可以取得小一些。在多級放大電路中,前級的耦合電容也可以取得小一些。

最後來說說耦合電容去除無用信號的作用。我們知道圖1中的電路若要正常穩定工作的話,就要保證其靜態工作點的穩定。可見耦合電容C1在其中就是把兩邊直流隔開,以確保兩邊的直流偏置不相互影響從而是電路處於正常工作狀態。即凡是電路中見到了耦合電容,那麼前級與後級之間的直流成分是彼此獨立的。

(免責聲明:素材來自網絡,由雲漢芯城小編搜集網絡資料編輯整理,如有問題請聯繫處理!)

相關焦點

  • PCB布局設計電路中的耦合電容解析
    PCB布局設計電路中的耦合電容解析 上海韜放電子 發表於 2021-01-12 13:53:51 無論是為新IC設計電路,還是為具有分立組件的PCB布局設計電路,設計中的導體組之間都將存在耦合電容。
  • 電路基礎:Lec 6- 旁路,去耦,濾波,耦合電容大總結
    電容的應用大概分成這四類,那怎麼區分他們呢?)一、耦合電容(Coupling Capacitor)首先,最容易區分的耦合電容,耦合電容是串聯在電路中的(其他三種都是並聯在電路中的),目的是除去信號的直流分量,使信號關於0軸對稱。
  • 電容在電路中的應用特性
    在家電產品中,電容器隔直通交的特性,即隔斷直流,允許交流電通過;該類元器件在家電產品中應用十分廣泛, 它用字母"C」表示。下圖所示為幾種常見電容器的電路符號及實物外形。利用這些特性,電容器可以實現耦合、濾 波等功能。1、電容器的耦合功能電容對交流信號阻抗較小,可視為通路,而對直流信號阻抗很大,可視為斷路。在放大器中,電容常作為交流信號的輸入和輸出耦合電路器件。下圖所示為採用電容器耦合的晶體放大器。
  • 電路中退耦、旁路、耦合電容的確定
    如果要消除高頻的噪聲的話,就在地線和電源之間放一個0.01~0.1μF的電容,這條準則不僅被口口相傳,也被大量應用在各種教科書當中。但是很多剛入門的新手並不明白為其中的原理,本篇文章就將揭開這裡面的秘密。  經常接觸電路設計的人都會在設計時將一些小電容放在晶片附近。但是這些電容具體多小?要放多少個?這些問題都沒有相關的參考資料進行說明。
  • 電容的識別方法與應用電路
    電容識別電容在電路中的主要作用是濾波、耦合、延時等。它在電路中用字母「C」表示,部分電路中電解電容用「E」表示。常見電容的名稱、特性、電路符號、實物外形如表2-5所示。表2-5 常見電容的名稱、特性、電路符號、實物外形
  • 數據傳輸中耦合電容的選擇與應用
    為了方便進行分析,我們可以將數據傳輸中耦合電容以及負載電阻(或者終端電阻) 迴路歸一化等效為RC一階高通電路如下:圖1  RC耦合電路       我們可以發現,在這樣的信道模型中,一段時間內,如果驅動器驅動到線路上為同一碼型,則在這段時間內,高速互連通道的特性與RC高通特性的完全一致,圖1的C相當於圖2中的 AC 耦合電容,R相當於接收器的
  • 電容的工作原理及電容的分類選擇與應用
    --讓小編來告訴你深入理解MOSFET規格書/datasheet電容的工作原理及電容的選擇應用?什麼是電容?電容的單位是什麼?本文將詳細為您解答! 話說電容之一:電容的作用 作為無源元件之一的電容,其作用不外乎以下幾種: 1、應用於電源電路,實現旁路、去藕、濾波和儲能。 電容的工作原理及電容的選擇應用?什麼是電容?電容的單位是什麼?本文將詳細為您解答!
  • 案例分析:高頻電路設計中耦合電容的重要性
    今日光電因你而變,歡迎留言、分享...我們一起用科技光耀世界、溫暖人間……正確理解AC耦合電容在高頻電路設計中,經常會用到AC耦合電容,要麼在晶片之間加兩顆直連,要麼在晶片與連接器之間加兩顆。看似簡單,但一切都因為信號的高速而不同。信號的高速傳輸使這顆電容變得不「理想」,這顆電容沒有設計好,就可能會導致整個項目的失敗。
  • 多級放大電路3種耦合方式的詳細分析
    在實際應用中,常對放大電路的性能提出多方面的要求,單級放大電路的電壓倍數一般只能達到幾十倍,往往不能滿足實際應用的要求,而且也很難兼顧各項性能指標。這時,可以選擇多個基本放大電路,將它們合理連接,從而構成多級放大電路。 組成多級放大電路的每一個基本電路稱為一級,級與級之間的連接方式稱為級間耦合。
  • 分析:電路中的旁路電容的原理及其應用技巧
    想像一下,您已經設計了一個不錯的運算放大器電路,並開始對其進行原型設計,但失望地發現該電路無法按預期工作或根本無法工作。造成這種情況的主要原因可能是來自電源或內部IC電路的噪聲,甚至來自相鄰IC的噪聲可能已耦合到電路中。來自電源的噪聲(規則的尖峰脈衝)是不希望的,必須不惜一切代價消除。旁路電容器是防止電源上有害噪聲的第一道防線。
  • ST電容式觸摸按鍵的工作原理及應用解析
    打開APP ST電容式觸摸按鍵的工作原理及應用解析 發表於 2019-08-04 10:06:22 1 引言 相較於機械式按鍵和電阻式觸摸按鍵
  • 耦合電容在高速電路設計中的重要性,你了解了嗎?
    今日光電因你而變,歡迎留言、分享...我們一起用科技光耀世界、溫暖人間……相對於低頻電路需要做複雜的電路匹配,高頻電路結構相對簡單,可簡單的結構往往意味著需要考慮更多的問題。拿最常見的AC耦合電容來講,要麼在晶片之間加兩顆直連,要麼在晶片與連接器之間加兩顆。看似簡單,但一切都因為高速而不同。
  • 電容在電路中的作用之精粹
    導讀:電容,是一種最最最基本的電子元件,幾乎存在於任何電子電路中,但在不同的電路中,電容起到的作用又大不相同,今天小編就來為您詳細介紹電容在電路中的作用
  • 劉堅強電子學《電子元器件電路基礎》2-5 電容耦合電路
    電容耦合電路概述我們在電腦維修中經常會遇到耦合電容,它的作用是將前級的信號盡最大努力無損地加到後級電路中,同時去掉不需要的信號。根據電容的特性可以知道,電容耦合電路就是將有用的交流信號從前級加到後級,而阻止其中的直流信號。電容耦合電路實物我們來看實物,這是音效卡晶片ALC662(如圖2-5-1所示)。
  • 技術經驗︱高速電路設計中耦合電容的重要性
    拿最常見的AC耦合電容來講,要麼在晶片之間加兩顆直連,要麼在晶片與連接器之間加兩顆。看似簡單,但一切都因為高速而不同。高速使這顆電容變得不「理想」,這顆電容沒有設計好,可能會導致整個項目的失敗。因此,對高速電路而言,這顆AC耦合電容沒有優化好將是「致命」的。 下面筆者依據之前的項目經驗,盤點分析一下我在這顆電容的使用上遇到的一些問題。
  • 《電容應用分析精粹》已交稿
    原定書名《電容應用精粹》更改為《電容應用分析精粹》,其實包含了很多與實際工作相關的有趣的話題,你知道介電常數是怎麼樣提升電容量的嗎?為什麼電容器的標稱值都是470,680,330之類,而不是400,600,800之類的真正原因嗎?電介質是怎麼樣損耗能量的呢?電源濾波電容的容量多大才好呢?旁路電路與去耦電容的區別與聯繫(已發布,新書有內容擴充與細節更正)?
  • 揚聲器電容分頻電路工作原理分析
    打開APP 揚聲器電容分頻電路工作原理分析 發表於 2019-10-08 10:04:47 分頻就是用同一個時鐘信號通過一定的電路結構轉變成不同頻率的時鐘信號
  • 電路入門小常識:電路常識性概念——電容原理及作用
    所謂電容,就是容納和釋放電荷的電子元器件。電容的基本工作原理就是充電放電,當然還有整流、振蕩以及其它的作用。另外電容的結構非常簡單,主要由兩塊正負電極和夾在中間的絕緣介質組成。
  • 射頻電路的原理及應用
    二.射頻電路的原理及發展   射頻電路最主要的應用領域就是無線通信,圖1.1為一個典型的無線通信系統的框圖,下面以這個系統為例分析射頻電路在整個無線通信系統中的作用。接收部分的主要作用是:空間輻射信號經過天線耦合到接收電路中去,接收到的微弱信號經過低噪聲放大器被放大後與本地振蕩信號經過混頻器下變頻為包含中頻信號分量的信號。濾波器的作用就是將有用的中頻信號濾出來後輸入模-數轉換器轉換成數位訊號,然後進入數字處理部分處理。  下面,將針對圖1.1 方框圖中的低噪聲放大器(LNA)討論一般射頻電路的組成和特點。
  • 《大學電路原理》—電容多面睇
    電路中常用的無源元件有電阻、電容和電感,各有不同的功能及應用場合,本文將詳細分析電容元件的各種特性。電容是什麼?其實電容就是兩塊金屬板中間放上介質就是了,介質可以是雲母、絕緣紙或空氣,如下圖所示:只要在電容兩端加上電壓,就會在兩塊極板上帶上等量異號的電荷,當把電源去掉後,極板上的電荷仍然可以保留下去,所以電容是可以存儲電場能量的。1. 電容的應用電容可應用於調諧、旁路、耦合、濾波等電子電路中。在電力系統中,按供電部門要求,一般要求工廠的功率因數不低於0.9。