耦合電容,又稱電場(chǎng)耦合或靜電耦合,是由于分布電容的存在而產(chǎn)生的一種耦合方式。耦合電容器是使得強(qiáng)電和弱電兩個(gè)系統(tǒng)通過(guò)電容器耦合并隔離,提供高頻信號(hào)通路,阻止低頻電流進(jìn)入弱電系統(tǒng),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(hù)及重合閘使用,起到電壓互感器的作用。耦合方法有多種。
耦合電容原理
電容接在交流電路中,一個(gè)腳接的電路的電壓逐漸升高,逐漸在所在的極板集聚電荷,等待該腳所接的電路的電壓下降時(shí),再將電位高時(shí)積聚的電荷返回電路。另端也是如此。電容是絕緣的,整個(gè)電容并沒(méi)有電流通過(guò),但是它隨著電位升高、降低而集聚和釋放電荷的現(xiàn)象,使人誤以為是有電流通過(guò)。因此,它能把直流隔離,而交流信號(hào)呢,以兩端升高和降低電位的形式,耦合過(guò)來(lái),傳給以下的電路元件。電容有通交流阻直流的特性,作為耦合電容,它的作用是允許交流信號(hào)正常通過(guò),而隔斷上一級(jí)放大電路的直流電流,使之對(duì)下一級(jí)放大電路工作點(diǎn)不會(huì)產(chǎn)生影響。電容為什么能夠使交流電流過(guò)而直流電不能流過(guò)呢?電容的兩個(gè)極板能夠存儲(chǔ)電荷但并沒(méi)有形成回路,直流電可以給電容充電,但當(dāng)電容兩端電壓與電源電壓相同時(shí)電路穩(wěn)定下來(lái),故而不會(huì)有電流流過(guò);交流電的正半周給電容充電,負(fù)半周時(shí)先給電容放電,如此不斷的充電和放電,相當(dāng)于電流流過(guò)電容,形成通路。
耦合電容作用
電容耦合的作用是將交流信號(hào)從前一級(jí)傳到下一級(jí)。耦合的方法還有直接耦合和變壓器耦合的方法。直接耦合效率最高,信號(hào)又不失真,但是,前后兩級(jí)工作點(diǎn)的調(diào)整比較復(fù)雜,相互牽連。為了使后一級(jí)的工作點(diǎn)不受前一級(jí)的影響,就需要在直流方面把前一級(jí)和后一級(jí)分開(kāi),同時(shí),又能使交流信號(hào)從前一級(jí)順利的傳遞到后一級(jí),同時(shí)能完成這一任務(wù)的方法就是采用電容傳輸或者變壓器傳輸來(lái)實(shí)現(xiàn)。他們都能傳遞交流信號(hào)和隔斷直流,使前后級(jí)的工作點(diǎn)互不牽連。但不同的是,用電容傳輸時(shí),信號(hào)的相位要延遲一些,用變壓器傳輸時(shí),信號(hào)的高頻成分要損失一些。一般情況下,小信號(hào)傳輸時(shí),常用電容作為耦合元件,大信號(hào)或者強(qiáng)信號(hào)傳輸時(shí),常用變壓器作為耦合元件。
耦合指信號(hào)由第一級(jí)向第二級(jí)傳遞的過(guò)程,一般不加注明時(shí)往往是指交流耦合。從電路來(lái)說(shuō),總是可以區(qū)
耦合電容 分為驅(qū)動(dòng)電源和被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載。如果負(fù)載電容比較大,驅(qū)動(dòng)電路要把電容充電、放電,才能完成信號(hào)的跳變,在上升沿比較陡峭的時(shí)候,電流比較大,這樣驅(qū)動(dòng)的電流就會(huì)吸收很大的電源電流,由于電路中的電感,電阻(特別是芯片管腳上的電感,會(huì)產(chǎn)生反彈),這種電流相對(duì) 于正常情況來(lái)說(shuō)實(shí)際上就是一種噪聲,會(huì)影響前級(jí)的正常工作。這就是耦合。
退耦
退耦是指對(duì)電源采取進(jìn)一步的濾波措施,去除兩級(jí)間信號(hào)通過(guò)電源互相干擾的影響。耦合常數(shù)是指耦合電容值與第二級(jí)輸入阻抗值乘積對(duì)應(yīng)的時(shí)間常數(shù)。
退耦器 退耦三個(gè)目的
1.將電源中的高頻紋波去除,將多級(jí)放大器的高頻信號(hào)通過(guò)電源相互串?dāng)_的通路切斷;
2.大信號(hào)工作時(shí),電路對(duì)電源需求加大,引起電源波動(dòng),通過(guò)退耦降低大信號(hào)時(shí)電源波動(dòng)對(duì)輸入級(jí)/高電壓增益級(jí)的影響;
3.形成懸浮地或是懸浮電源,在復(fù)雜的系統(tǒng)中完成各部分地線或是電源的協(xié)調(diào)匹有源器件在開(kāi)關(guān)時(shí)產(chǎn)生的高頻開(kāi)關(guān)噪聲將沿著電源線傳播。去耦電容的主要功能就是提供一個(gè)局部的直流電源給有源器件,以減少開(kāi)關(guān)噪聲在板上的傳播和將噪聲引導(dǎo)到地。
耦合方式
干擾源產(chǎn)生的干擾信號(hào)是通過(guò)一定的耦合通道對(duì)電控系統(tǒng)發(fā)生電磁干擾作用的。干擾的耦合方式無(wú)非是通過(guò)導(dǎo)線、空間、公共線等作用在電控系統(tǒng)上。分析下來(lái)主要有以下幾種。
直接耦合:這是干擾侵入最直接的方式,也是系統(tǒng)中存在最普遍的一種方式。如干擾信號(hào)通過(guò)導(dǎo)線直接侵入系統(tǒng)而造成對(duì)系統(tǒng)的干擾。對(duì)這種耦合方式,可采用濾波去耦的方法有效地抑制電磁干擾信號(hào)的傳入。
公共阻抗耦合:這也是常見(jiàn)的一種耦合方式。常發(fā)生在兩個(gè)電路的電流有共同通路的情況。公共阻抗耦合有公共地和電源阻抗兩種。防止這種耦合應(yīng)使耦合阻抗趨近于零、使干擾源和被干擾對(duì)象間沒(méi)有公共阻抗。
電容耦合:又稱電場(chǎng)耦合或靜電耦合,是由于分布電容的存在而產(chǎn)生的一種耦合方式。
電磁感應(yīng)耦合:又稱磁場(chǎng)耦合。是由于內(nèi)部或外部空間電磁場(chǎng)感應(yīng)的一種耦合方式,防止這種耦合的常用方法是對(duì)容易受干擾的器件或電路加以屏蔽。
輻射耦合:電磁場(chǎng)的輻射也會(huì)造成干擾耦合,是一種無(wú)規(guī)則的干擾。這種干擾很容易通過(guò)電源線傳到系統(tǒng)中去。另當(dāng)信號(hào)傳輸線較長(zhǎng)時(shí),它們能輻射干擾波和接收干擾波,稱為天線效應(yīng)。
漏電耦合:所謂漏電耦合就是電阻性耦合。這種干擾常在絕緣降低時(shí)發(fā)生。
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