耦合與退耦

什么是耦合電容?什么是去耦電路?

耦合指信號由第一級向第二級傳遞的過程，一般不加注明時往往是指交流耦合。

退耦是指對電源采取進一步的濾波措施，去除兩級間信號通過電源互相干擾的影響。耦合常數是指耦合電容值與第二級輸入阻抗值乘積對應的時間常數。

退耦有三個目的：

1.將電源中的高頻紋波去除，將多級放大器的高頻信號通過電源相互串擾的通路切斷。

2.大信號工作時，電路對電源需求加大，引起電源波動，通過退耦降低大信號時電源波動對輸入級/高電壓增益級的影響;

3.形成懸浮地或是懸浮電源，在復雜的系統中完成各部分地線或是電源的協調匹有源器件在開關時產生的高頻開關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局部的直流電源給有源器件，以減少開關噪聲在板上的傳播和將噪聲引導到地。

摘引自倫德全《電路板級的電磁兼容設計》一文，該論文對噪聲耦和路徑、去耦電容和旁路電容的使用都講得不錯。請參閱。

干擾的耦合方式

干擾源產生的干擾信號是通過一定的耦合通道對電控系統發生電磁干擾作用的。干擾的耦合方式無非是通過導線、空間、公共線等作用在電控系統上。

分析下來主要有以下幾種。

直接耦合：這是干擾侵入最直接的方式，也是系統中存在最普遍的一種方式。如干擾信號通過導線直接侵入系統而造成對系統的干擾。對這種耦合方式，可采用濾波去耦的方法有效地抑制電磁干擾信號的傳入。

公共阻抗耦合：這也是常見的一種耦合方式。常發生在兩個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。防止這種耦合應使耦合阻抗趨近于零、使干擾源和被干擾對象間沒有公共阻抗。

電容耦合：又稱電場耦合或靜電耦合，是由于分布電容的存在而產生的一種耦合方式。

電磁感應耦合：又稱磁場耦合。是由于內部或外部空間電磁場感應的一種耦合方式，防止這種耦合的常用方法是對容易受干擾的器件或電路加以屏蔽。

輻射耦合：電磁場的輻射也會造成干擾耦合，是一種無規則的干擾。這種干擾很容易通過電源線傳到系統中去。另當信號傳輸線較長時，它們能輻射干擾波和接收干擾波，稱為大線效應。

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發生。記得以前我的觀點是：去藕電容一般容量比較大，也就是避免噪聲耦合到其他部分的意思;旁路電容容量小，提供低阻抗的噪聲回流路徑。其實這種說法也可以算沒有什么大錯誤。但是經過偶查閱了相關資料，才發現其實decouple和bypass從根本上來說沒有任何區別，兩者在稱謂上可以互換。兩者的作用低俗一點說：當電源用。

所謂噪聲其實就是電源的波動，電源波動來自于兩個方面：電源本身的波動，負載對電流需求變化和電源系統相應能力的差別帶來的電壓波動。而去藕和旁路電容都是相對負載變化引起的噪聲來說。所以他們兩個沒有必要做區分。而且實際上電容值的大小，數量也是有理論根據可循的，如果隨意選擇，可能會在某些情況下遇到去藕電容(旁路)和分布參數發生自激振蕩的情況。所以真正意義上的去藕和旁路都是根據負載和供電系統的實際情況來說的。沒有必要去做區分，也沒有本質區別。

電容是板卡設計中必用的元件，其品質的好壞已經成為我們判斷板卡質量的一個很重要的方面。

①電容的功能和表示方法。

由兩個金屬極，中間夾有絕緣介質構成。電容的特性主要是隔直流通交流，因此多用于級間耦合、濾波、去耦、旁路及信號調諧。電容在電路中用C加數字表示，比如C8，表示在電路中編號為8的電容。

②電容的分類。

電容按介質不同分為：氣體介質電容，液體介質電容，無機固體介質電容，有機固體介質電容電解電容。按極性分為：有極性電容和無極性電容。按結構可分為：固定電容，可變電容，微調電容。

③電容的容量。

電容容量表示能貯存電能的大小。電容對交流信號的阻礙作用稱為容抗，容抗與交流信號的頻率和電容量有關，容抗XC=1/2πfc(f表示交流信號的頻率，C表示電容容量)。

④電容的容量單位和耐壓。

電容的基本單位是F(法)，其它單位還有：毫法(mF)、微法(uF)、納法(nF)、皮法(pF)。由于單位F的容量太大，所以我們看到的一般都是F、nF、pF的單位。換算關系：1F=1000000F，1F=1000nF=1000000pF。

每一個電容都有它的耐壓值，用V表示。一般無極電容的標稱耐壓值比較高有：63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V等。有極電容的耐壓相對比較低，一般標稱耐壓值有：4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、220V、400V等。

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