電阻電容作用

1、中心議題：&電阻在電路中的作用&電容在電路中的作用電阻在電路中的作用：電阻主要作用就是阻礙電流流過，應(yīng)用于限流、分流、降壓、分壓、負(fù)載與電容配合作濾波器及阻匹配等。數(shù)字電路中功能有上拉電阻和下拉電阻。1.限流電阻限流電阻的作用是限制電路中的電流。目的：減少負(fù)載端電流。例如：下圖中，在發(fā)光二極管一端串聯(lián)一個(gè)限流電阻可以減少流過發(fā)光二極管的電流，防止損壞。2.分壓電阻串聯(lián)電路的分壓原理：在串聯(lián)電路中，各電阻上的電流相等，各電阻兩端的電壓之和等于電路總電壓。R1:R2=U1：U2=U:(R1+R2)3.負(fù)載電阻大型電源設(shè)備，醫(yī)療設(shè)備，電力儀器設(shè)備等產(chǎn)品在使用中常需要對(duì)一些產(chǎn)生的多余功

2、率進(jìn)行吸收，用到的大功率耗能的電阻就是負(fù)載電阻，如負(fù)載電阻箱。PC線路中的放電電路中的電阻，也是負(fù)載電阻：4.調(diào)節(jié)時(shí)間常數(shù)與電容構(gòu)成RC 延遲電路，作為時(shí)序控制。延遲時(shí)間T=R*C5.RC濾波阻容濾波電路優(yōu)點(diǎn):1.濾波效能較高；2.能兼降壓限流作用；阻容濾波電路缺點(diǎn):1.帶負(fù)載能力差；2.有直流電壓損失6.偏置電阻用于設(shè)置IC內(nèi)部的參考電流，驅(qū)動(dòng)能力，傳輸電流等。7.補(bǔ)償電阻例如：DMI_ZCOMP:阻抗補(bǔ)償輸入,確定DMI輸入阻抗.DMI_IRCOMP:阻抗/電流補(bǔ)償輸出, 確定 DMI 輸出阻抗及偏流8.采樣電阻阻值較小的電阻，串聯(lián)在電路中用于把電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，通過取樣電阻兩端的壓

3、差來測(cè)量AC的電流。9.阻抗匹配概念：對(duì)電源來講，阻抗匹配是指負(fù)載阻抗與激勵(lì)源內(nèi)部阻抗互相適配，得到最大功率輸出的一種工作狀態(tài).對(duì)傳輸線來說，阻抗匹配是指在能量傳輸時(shí)，負(fù)載阻抗要和傳輸線的特征阻抗相等,此時(shí)的傳輸不會(huì)產(chǎn)生反射,這表明所有能量都被負(fù)載吸收了.反之則在傳輸中有能量損失。 原理：從下式可看出，當(dāng)R=r時(shí) ，此時(shí)負(fù)載所獲取的功率最大。這就是電子電路阻抗匹配的基本原理。阻抗匹配方式；1）串聯(lián)終端匹配在信號(hào)源端阻抗低于傳輸線特征阻抗的條件下，在信號(hào)的源端和傳輸線之間串接一個(gè)電阻R,使源端的輸出阻抗與傳輸線的特征阻抗相匹配，抑制從負(fù)載端反射回來的信號(hào)發(fā)生再次反射. 2）并聯(lián)終端匹配在信號(hào)源端

4、阻抗很小的情況下，通過增加并聯(lián)電阻使負(fù)載端輸入阻抗與傳輸線的特征阻抗相匹配，達(dá)到消除負(fù)載端反射的目的。 一般來說，差分的匹配多數(shù)采用終端的匹配；時(shí)鐘采用源段匹配10.上下拉電阻定義：上拉電阻就是把不確定的信號(hào)通過一個(gè)電阻嵌位在高電平，此電阻還起到限流的作用。同理，下拉電阻是把不確定的信號(hào)嵌位在低電平。上拉電阻是說的是器件的輸入電流，而下拉說的則是輸出電流。原理：IC器件內(nèi)部都有負(fù)載電阻根據(jù)不同驅(qū)動(dòng)能力和速度要求這個(gè)電阻值不同，低功耗的電阻值大，速度快的電阻值小。但芯片制造商很難滿足應(yīng)用的需要不可能同種功能芯片做許多種，因此干脆不做這個(gè)負(fù)載電阻，改由使用者自己選擇外接，所以就出現(xiàn)OC、OD輸出的

5、芯片引腳。對(duì)芯片輸入管腳,若在系統(tǒng)板上懸空的話，可能使輸入管腳內(nèi)部電容電荷累積達(dá)到中間電平(比如1.5V),從而使得輸入緩沖器的PMOS管和NMOS管同時(shí)導(dǎo)通,導(dǎo)致在電源和地之間形成直接通路,產(chǎn)生較大的漏電流,時(shí)間一長(zhǎng)就可能損壞芯片.此外，處于中間電平會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部電路邏輯的誤判.接上拉或下拉電阻后，內(nèi)部電容相應(yīng)被充(放)電至高(低)電平, 內(nèi)部緩沖器也只有NMOS(PMOS)管導(dǎo)通，不會(huì)形成電源到地的直流通路.選擇原則：1）從節(jié)約功耗及芯片的灌電流能力考慮,應(yīng)當(dāng)選大一點(diǎn)。2）從確保有足夠的驅(qū)動(dòng)能力考慮，應(yīng)當(dāng)選小一點(diǎn)的。3）對(duì)于高速電路，過大的上拉電阻可能使邊沿變得平緩。鑒于此，要綜合考慮以下幾個(gè)

6、因素 ：1）驅(qū)動(dòng)能力與功耗的平衡。一般地說，上拉電阻越小，驅(qū)動(dòng)能力越強(qiáng)，但功耗越大，設(shè)計(jì)是應(yīng)注意兩者之間的均衡。2）下級(jí)電路的驅(qū)動(dòng)需求。當(dāng)輸出高電平時(shí)，開關(guān)管斷開，上拉電阻應(yīng)適當(dāng)選擇以能夠向下級(jí)電路提供足夠的電流。3）頻率特性。上拉電阻和開關(guān)管漏源級(jí)之間的電容和下級(jí)電路之間的輸入電容會(huì)形成RC延遲，電阻越大，延遲越大。4）頻率特性。以上拉電阻為例，上拉電阻和開關(guān)管漏源級(jí)之間的電容和下級(jí)電路之間的輸入電容會(huì)形成RC延遲，電阻越大，延遲越大。上拉電阻的設(shè)定應(yīng)考慮電路在這方面的需求。下拉電阻的設(shè)定的原則和上拉電阻是一樣的。應(yīng)用：1）當(dāng)TTL電路驅(qū)動(dòng)COMS電路時(shí)，如果TTL電路輸出的高電平低于COM

7、S電路的最低高電平（一般為3.5V），這時(shí)就需要在TTL的輸出端接上拉電阻，以提高輸出高電平的值。2）OC，OD門電路必須加上拉電阻，以提高輸出的搞電平值。3）為加大輸出引腳的驅(qū)動(dòng)能力，IC管腳上常使用上拉電阻。4）在COMS芯片上，為了防止靜電造成損壞，不用的管腳不能懸空，一般需要接上拉電阻。5）為了提高芯片輸入信號(hào)的噪聲容限，增強(qiáng)抗干擾能力，芯片往往需要借上拉電阻，提高輸出電平。6）接上拉電子，可以提高總線的抗電磁干擾能力。管腳懸空就比較容易接受外界的電磁干擾。7）長(zhǎng)線傳輸中電阻不匹配容易引起反射，加上下拉電阻達(dá)到阻抗匹配，有效的抑制反射波干擾。例如：不用的輸入PIN最好接上下拉電阻把它f

8、ix！電容在電路中的運(yùn)用：電容器具有隔直流、提供容抗參數(shù)和貯存電能等作用，廣泛地被用于隔直流、諧振、信號(hào)耦合、濾波、移相、能量轉(zhuǎn)換和傳感等電路中。1、耦合電容用在耦合電路中的電容稱為耦合電容，在阻容耦合放大器和其他電容耦合電路中大量使用這種電容電路，起隔直流通交流作用。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，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

9、或者變壓器傳輸來實(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。2、濾波電容用在濾波電路中的電容器稱為濾波電容，在電源濾波和各種濾波器電路中使用這種電容電路，濾波電容將一定頻段內(nèi)的信號(hào)從總信號(hào)中去除如圖2-1。濾波電容用在電源整流電路中，用來濾除交流成分。使輸出的直流更平滑。而且對(duì)于精密電路而言，往往這個(gè)時(shí)候會(huì)采用并聯(lián)電容電路的組合方式來提高濾波電容的工作效果。一般情況下，電解電容的作用是過濾掉

10、電流中的低頻信號(hào)，但即使是低頻信號(hào)，其頻率也分為了好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。因此為了適合在不同頻率下使用，電解電容也分為高頻電容和低頻電容（這里的高頻是相對(duì)而言） （1）低頻濾波電容主要用于市電濾波或變壓器整流后的濾波如圖2-2，其工作頻率和市電一致為50Hz。（2）高頻濾波電容主要工作在開關(guān)電源整流后的濾波，其工作頻率為幾千Hz到幾萬Hz。在電源設(shè)計(jì)中,濾波電容的選取原則是：C2.5T/R其中：C為濾波電容，單位為F；T為周期，單位為S，T=1/f；f為交流電源頻率，單位為Hz；R為負(fù)載電阻，單位為；當(dāng)然，這只是一般的選用原則，在實(shí)際的應(yīng)用中，如條件(空間和成本)允許，都選取C5T/R。圖2-1圖2-2

11、3、退耦電容用在退耦電路中的電容器稱為退耦電容，在多級(jí)放大器的直流電壓供給電路中使用這種電容電路，退耦電容消除每級(jí)放大器之間的有害低頻交連。耦電容就是起到一個(gè)“電池”的作用，滿足驅(qū)動(dòng)電路電流的變化，避免相互間的耦合干擾，在電路中進(jìn)一步減小電源與參考地之間的高頻干擾阻抗。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)匹有源器件在開關(guān)時(shí)產(chǎn)生的高頻開關(guān)噪聲將沿著電源線傳播。去

12、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，以減少開關(guān)噪聲在板上的傳播和將噪聲引導(dǎo)到地。4、高頻消振電容用在高頻消振電路中的電容稱為高頻消振電容，在音頻負(fù)反饋放大器中，為了消振可能出現(xiàn)的高頻自激，采用這種電容電路，以消除放大器可能出現(xiàn)的高頻嘯叫。上圖中，電容C1對(duì)高頻信號(hào)具有很強(qiáng)的負(fù)反饋?zhàn)饔?使放大器對(duì)高頻信號(hào)的放大倍數(shù)很小,達(dá)到消除放大器高頻自激的目的。音頻放大器電路中,這種作用的電容稱為高頻消振電容。5、諧振電容用在LC諧振電路中的電容器稱為諧振電容，LC并聯(lián)和串聯(lián)諧振電路中都需這種電容電路。6、旁路電容用在旁路電路中的電容器稱為旁路電容，電路中如果需要從信號(hào)中去掉某一頻段的信號(hào)

13、，可以使用旁路電容電路，根據(jù)所去掉信號(hào)頻率不同，有全頻域(所有交流信號(hào))旁路電容電路和高頻旁路電容電路。旁路電容實(shí)際也是去藕合的,只是旁路電容一般是指高頻旁路,也就是給高頻的開關(guān)噪聲提高一條低阻抗泄防途徑.高頻旁路電容一般比較小,根據(jù)諧振頻率一般是0.1u,0.01u等,而去耦合電容一般比較大,是10u或者更大,依據(jù)電路中分布參數(shù),以及驅(qū)動(dòng)電流的變化大小來確定. 7、中和電容在收音機(jī)高頻和中頻放大器，電視機(jī)高頻放大器中，采用這種中和電容電路，以消除自激。中和電容應(yīng)該是晶體管輸出端與輸入端之間接的一個(gè)附加電容（一般很小，幾十PF），它組成的外部反饋電路抵消晶體管內(nèi)部反饋?zhàn)饔茫ńY(jié)電容反饋），它的作

14、用應(yīng)該是防止放大器自激振蕩的。8、定時(shí)電容在需要通過電容充電、放電進(jìn)行時(shí)間控制的電路中使用定時(shí)電容電路，電容起控制時(shí)間常數(shù)大小的作用。9、自舉電容自舉電路也叫升壓電路，利用自舉升壓二極管，自舉升壓電容等電子元件，使電容放電電壓和電源電壓疊加，從而使電壓升高有的電路升高的電壓能達(dá)到數(shù)倍電源電壓。上圖中，只要電源電壓Vcc大于MIC工作電壓1V就能使它很好工作。為了滿足MIC對(duì)輸出阻抗的匹配的要求，該電路采用了自舉電路，C3為自舉電容，由于C3的存在，使R1電阻下端的電位跟隨R1上端的電位變化而變化，即實(shí)現(xiàn)自舉。R1兩端的電位差值很小即意味著R1的等效阻抗被大大地提高了，從而實(shí)現(xiàn)與駐極體話筒輸出阻抗的良好匹配。此外，該電路具有一定的電壓增益，還可以減輕后級(jí)電路的負(fù)擔(dān)。上圖中，Q1是激勵(lì)放大管，它給功率放大輸出級(jí)以足夠的推動(dòng)信