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旁路电容概述 2011-02-08 09:48 基本电路之旁路电容 在这次的基本电路里面，我想讨论一下 路电容。本文将讲述旁路电容的作用 ，讲述该在什么时候使用它们 ，以及你应该注 意什么。 功用 在电子电路词典里面可以找到旁路电容的定义： Bypass capacitor: A capacitor employed to conduct an alternating current around a component or group of co mponents. Often the AC is removed from an AC/DC mixture, the DC being free to pass through the bypassed co mponent. 旁路电容 ：用于导通或者吸收某元件或者一组元件中交流成分的一种电容。通常交直流中的交流部分被去除 ，而允许直流部 分通过加有 路电容的元件。 实际上，大多数诸如微控制器 单片机）等的数字电路都是直流电路。这种电路里面的电压水平的变化会造成很多问 题。如果电压变化太多 ，电路可能就会不正常地工作。对大多数情况来讲，纹波电压被认为是交流成分，旁路电容的目的就 是要抑制这种交流成分，抑制这种电压噪声。旁路电容的另外一种说法就是滤波电容。 在左边的电路图里面，你可以清楚地看到当使用了滤波电容以后电压噪声的变化情况。注意到两种电压的波动幅度的 差别很小 在5到10毫伏）。这个图里面的电压是4.95~5.05V小幅电压。随机的电子噪声造成电压波动 ，正如图表里面显 示那样 ，这种波动的部分通常被称为 “噪声”或者 “纹波”。蓝线代表的是没有使用的滤波电容的电压变化 ，粉红色线是使 用了滤波电容了的。纹波电压在几乎所有的直流电路里面都是存在的。在粉红色曲线里面，即使使用了滤波电容以后电压变 化幅度变小了 ，但是 “变化”还是存在的 ，电压还是有纹波噪声。旁路电容的重要功能就是要减小电路里面的纹波的幅值。 太大的纹波是极其有害的 ，使得电路不正常工作。纹波通常 是随机的，当然有时候电路里面其他元器件也会发出噪声。比 如继电器和电机经常就能够使电压发生突然的波动 ，简直就像打破了池塘里面平静的水面一样。其它元器件使用的电流越 大 ，这种纹波噪声的效应也就越明显。 一个常见的问题就是这种小幅的纹波真的就那么值得注意么？是啊 ，电压水平不是足够精确了吗？答案取决于你设计的电路 类型。如果你的电路只是用来将电机连上一个电池 ，或着点亮一个LED ，那么电路里头的纹波恐怕对你来说并不要紧。但 是 ，如果你在使用数字逻辑门电路，情况恐怕就不是那么简单了 ，纹波肯定能够给你的电路带来麻烦。 首先让我们来考虑一下纹波电压造成的影响。基础电子理论告诉我们电压是势能的差别所引起的，而电流在这种势能 的差别中流过 ；我们知道电压越高 ，电流越大 ；我们还知道电压的方向决定了电流的方向。 看看右边的纹波电压图和纹波电流图的放大图。上面部分是两个纹波电压变化情况 ，和前一副图相似 ，蓝色的线代表没有使 用 路电容，另 一个是使用了 路电容了的。沿着该图下面的横轴看 ，在点2处电压开始上升 ，而看看下面的纹波电流图 ，点2处的电流在 一个方向有相对较高的幅值 ，对比一下，点5处电压和电流的方向是相反的。 注意这种有没有 路电容时的差别。通过抑制纹波电压 ， 路电容同时也抑制了纹波电流。我想说纹波电压图和纹波 电流图很清晰地表达了交流成分的产生 ，也可以看到电压是如 变化的，以及纹波电流是如何改变方向的。即使这是一个D C电路，纹波也引起了交流成分。 路电容能够减小AC组分。 纹波电流就像电路中的涡流或者回流，随着电压和电流在电路里头的传播 ，电压差异和电流差异足以使得电路无法正常 工作。比如，我们假定一个与门，其半导体门输入端保持稳定输入而使得输出保持在稳定状态 ，门电路里头的晶体管是 在电流沿着一个方向流经一个PN结的时候工作 ，如果电流停止了流动 ，晶体管也就关闭或者截止 ；如果纹波电流时常沿 着相反的错误方向流动 ，门也就时常关闭 ，你得到的输出也会跟着改变。由于一个门可能与其他许多门连在一起 ，这种级联 的效应会造成严重的错误。 总之 ， 路电容是用于在DC电路里头抑制AC成分的电容。通过使用 路电容，你的DC电路将不会对纹波电压和纹波电流 那么感冒。 使用旁路电容 一个电路板上的 路电容 你在许多期刊杂志和书籍里头所看到的电路图都省略了旁路电容