電容器在抑制噪聲中的應用

在各種自動控制的電路中，微控制器被廣泛的應用。微控制器的時鐘電路，采用方波而不是正弦波。方波比正弦波含有更高的高頻成分，引起的電磁干擾噪聲頻率，相當于時鐘頻率的３倍。噪聲中還含有更高的頻率成分。在頻率很高時，對電容來說，它的寄生電感不容忽視；對電感來說，它的分布??會起作用；對電阻來說，它存在著對高頻信號的反射；對印刷板上的引線來說，它的分布電感不容忽視，而且長的引線還表現出天線的特征，將高頻噪聲信號發射出去。焊接印刷線路板的元件時，如果電阻、電容、三極管的引腳過長，這些長的引腳恰好成了高頻信號的天線。特別是信號引出線，如果該信號引出線的長度達到高頻信號波長的１／２０，噪聲信號就會發射出去了。例如，對于１００ＭＨｚ的噪聲信號，長度是３ｃｍ，１５ｃｍ的引線就是它的發射天線。去除這些高頻噪聲干擾的辦法是加退耦電容或高頻旁路電容。

好的高頻退耦電容可以去除高至１ＧＨｚ的高頻成分，陶瓷片電容或多層陶瓷電容高頻特性比較好，如常用的２５Ｕ系列。設計印刷線路板時，每個集成電路的電源和地之間都要加一個退耦電容。

這個退耦電容有兩個作用：一方面是充當本集成電路的儲能電容，提供和吸收該電路開路、關斷瞬間的充、放電能量；另一方面是旁路掉該器件的高頻噪聲。數字電路中典型的退耦電容是０．１μＦ。而這種電容由于本身結構的特點以及有一段引腳，免不了有分布電感。這個分布電感的典型值是５ｎＨ。５ｎＨ分布電感的退耦電容，并聯共振頻率大約在７ＭＨｚ左右。也就是說，它對１０ＭＨｚ以下的噪聲有較好的退耦作用；但對４０ＭＨｚ以上的噪聲幾乎不起作用。

１ｎＦ、１０ｎＦ的電容，并聯共振頻率在２０ＭＨｚ以上，用來去除高頻噪聲效果更好些。在電源進入印刷板的地方加一個１ｎＦ或１０ｎＦ的退耦電容往往是有利的。即使是電池供電系統，也需要這種電容。

每１０片左右集成電路加一支充放電電容，或稱儲能電容，其電容值可選１０μＦ左右。最后使用鉭電容或聚碳酸酯電容，不要用電解電容，因為電解電容是用兩層薄膜卷起來的，這種卷起來的結構在高頻時表現為電感。

退耦電容值的選取并不嚴格，可按Ｃ×ｆ＝１選用，即１０ＭＨｚ取０．１μＦ；１００ＭＨｚ取０．０１μＦ；對微控制器構成的系統，取０．１～０．０１μＦ都可以。

特別應注意的是，在焊接時退耦電容的引腳要盡量的短。長的引腳會使退耦電容本身發生自共振。