电容与二极管

电容

电容这一部分的解释笔记来自https://www.cnblogs.com/deliweier-wangshuping/p/16127284.html

电容的基本特性

1.电容两端的电压不能突变

2.电容隔直流通交流（性质体现）
是利用了电容的充放电性质，而看上去，有一个交流信号通过。

3.电容通高频，阻低频
4.电容电压滞后于电流
5.电容通电瞬间，相当于短路
6.电容容抗随信号频率升高而降低，随信号降低而升高
容抗是：阻碍不同频率的信号，高频信号阻碍小
阻抗是：阻碍电流

容抗的话，根据公式，电容容量越高，容抗越小

题外：所有都需要在共地的情况下，参考点一致，才能说是XXV电压的大小。

电容的作用：

滤波作用

滤波，对波形进行过滤和选择。
一个波形是由一种或多种频率成分构成，滤波就是取出其中某些频率成分，不让其通过，保留某次额频率成分让其通过。
而在电源网络中的滤波电容，我们习惯称之为滤波稳压电容，如整流电压输出滤波、开关电源输出滤波、LDO调节器输出滤波。
在信号网络中的滤波电容我们习惯称之为滤波选票电容，如低通滤波、高通滤波、带通滤波、带阻滤波等。

滤波电容举例

整流电路中的滤波稳压电容
图为桥式整流电路中的滤波稳压电容

图中的滤波电容，主要作用是将整流二极管的单向脉动直流电压进行平滑滤波，使电压更加稳定，同时存储能量，以满足后级负载实时瞬态用电需求，
开关电源中的滤波稳压电路

图中的滤波电容，主要作用有
1.平滑电感输出的脉动直流电源，滤除纹波，使得电压更加稳定。
2.为调节器提供一个稳定的Feedback回路，抑制反馈噪声，使调节器根据负载变化做出的调节响应更实时，更精准，使输出电压更加平稳、精准。
3、存储能量，实时满足后级负载瞬态用电需求。
LDO电路中的滤波稳压电容

是平滑调节器输出纹波、滤除交流噪声、稳定电压，为后级电路存储能量，满足负载突变电路用电需求。
音频功放电路中的滤波选频电容

图中，R1、C7组成低通滤波电路，滤除高频噪声，通过低频噪声
C4、R3阻值高通滤波电路，滤除低频，通过高频
低通电路和高通电路组成一个带通电路。（不理解）

手机射频功放电路中的滤波选频电容

图中，Π型低通滤波电路，并联的电容就是滤波电容，它的作用是将右边输入的高频信号滤除，让低频信号通过Π型滤波器进入左边的射频功放，实现滤波选频的功能。
Π型滤波器的截止频率：

其中，fc为截止频率，单位HZ，Π为圆周率，L为电感，单位H
C为两个并联电容的和，单位F

去耦作用、

旁路作用(过滤高频交流信号（噪声）)

旁路电容（Bypass Capacitor）
Decoupling（去耦、解耦、退耦）
旁路，在电子学中，表示一个比原来传输路径阻抗耕地的新路径，让能量绕开原来的高阻抗路径，从新的低阻抗路径传输。
去耦，在电子学中。表示不让能量通过一个电路传递到另外一个电路
这是一对相对的。
起到旁路作用的电容我们称之为旁路电容，起到去耦作用的电容我们称之为去耦电容。

旁路与去耦的异同点

相同点是，都表示阻止不期望的信号从一个电路传输到另一个电路
不同的是，旁路，有低阻抗的新路可以走，就不会走高阻抗的老路。那么不期望的信号另走他路之后，阻断其向后级的传输
去耦，老路的阻抗无穷大，走不通，但是又没有新路可走，不期望的信号被直接阻断。
即，新路与阻断的区别
旁路和去耦都表示滤除不期望的信号。本质都是：不能让能量通过一个电路传递到另一个电路。

容易绕晕的是：！！LDO芯片电源输入脚的电容我们习惯叫旁路电容，而单片机电源输入脚的电容我们习惯叫去耦电容；
此外，同一个电容，有时候既能滤除前级输入的干扰，又能滤除后级反向输入的干扰

所以，可以直接按照这样的规则区分：

直接阻断不期望的信号叫去耦，通过低阻抗路径滤除不期望信号以达到阻断原来路径的目的叫旁路！！

去耦（旁路）电容的作用

利用电容通交流，隔直流；通高频，阻低频的基本特性，我们将电容靠近后记电路并与之并联，那么这个并联的电容就是去耦（旁路）定安人，主要作用有以下三点：
1）旁路前级电路输入的高频交流信号（噪声），阻碍其传输到后级电路，让直流或低频信号通过，起到去耦噪声，滤除干扰的目的。
2）旁路后级电路反向输出的高频交流噪声（电源和地噪声），阻碍其传输到前级电路，起到去耦电源和地噪声，滤除干扰的目的。
原理。。。
3）为后级电路储能稳压。当前级电路出现电压暂降、短时中断以及电压渐变时，由该电容上存储的电荷继续为后级电路供电，起到稳定电压的作用。另一方面，是由于该电容具有储能的作用，才能满足后级电路的顺势突变电流的用电需求，原理与上相同。
即
去耦电容具有去耦、旁路以及储能的作用。

去耦（旁路）电容应用例子

三段电压调节器中的去耦（旁路）电容

该图中，我们习惯称输入电容为旁路电容（也可以是旁路），滤除来自电源输入端的交流噪声，也能滤除来自芯片内部反向输出（倒灌）的电源噪声，同时也为芯片储能。
而输出电容，我们习惯称为滤波稳压电容（依然可以叫去耦电容），起到平滑输出纹波，稳定电压的作用，同时为后级电路存储能量，以满足后级电路的瞬时突变电流之用电需求。

音频功放电路中的去耦（旁路）电容

图中，
C1：习惯称之为交流耦合电容，有可称之为直流去耦电容；其作用是隔直流，通交流。
C3、C4、C5、C6习惯称之为旁路电容，也是去耦电容。C5、C6电容滤除低频噪声，同时存储较多能量，C3、C4小电容滤高频噪声，同时存储较少的能量。
C2，习惯称之位交流耦合电容，又可以称为直流去耦电容，形成交流负反馈电路，从而放大交流信号。
C7：RC Snubber电路中的缓冲吸收电容，用它来降低谐振频率，降低谐振Q值，降低震荡电压，起到稳定频率，抑制高频谐振，吸收瞬态尖峰电压的作用。

三极管放大电路中的旁路（去耦）电容

耦合作用（大电容过滤低频噪声）

耦合电容（Coupling Capacitor）
耦合在电子学中，表示将能量从一个电流传递到另一个电流。如通过发光二极管可以把光年传递给光敏三极管，如通过一个电感把磁能传递给另一个电感，以上能量的传递，皆可以称之为耦合。

电容耦合：指通过电容将交流信号的能量从一个电路传递到另一个电路。这是一种能量耦合的方式，其他的能量耦合方式还有电感耦合、光耦耦合、导线耦合等耦合方式。

那， 耦合电容：将交流信号的能量从一个电路传递到另一个电路的电容。

那么。

图-电场耦合
利用电容的通交流、隔直流；通高频，阻低频的基本特性， 我们将电容串联在电路的前后级中间，那么，串联在前级电路与后级电路中间的耦合电容，可以将我们需要的交流信号从前级电路近似无衰减地耦合到后级电路，将我们不需要的直流信号进行去耦（隔断）

那么我们通过看这个公式也可以指导，在信号频率f一定的情况下，电容取值越大，容抗就越小， 对信号的阻碍衰减就越小，耦合的效果就会越好。而电容取值越小，容抗就会越大，对信号的阻碍衰减就越大，耦合效果就越差。

那么。如果在我们需要的交流信号（有用的）中叠加我们不需要的交流信号（噪声信号）时，参数得当的耦合电容就可以对低于有用信号频率的低频噪声进行阻碍衰减，降低干扰（当然干扰只能降低不能消除） 。
而对于高于有用信号频率的高频噪声，耦合电容无法对其进行有效阻碍和衰减，要想消除敢要，需要在耦合电容的前级电路或后级电路中加入适当的滤波电路（如高通、低通以及带通）。
那么也就是大电容时候用于耦合，过滤低频噪声。

耦合电容应用的举例

音频功放输出电路中的耦合电容

在该图片中，运放输出端为前级电路，扬声器为后级电路，电容C7串接在前后及之间，起到隔断偏置直流信号，耦合交流音频信号的目的。人耳能够听到的声音频率在20Hz ~ 20KHz之间，根据容抗公式，可以计算出音频通过C7的阻抗为7.96Ω ~ 0.008Ω。那么可见，音频信号频率越低，耦合电容阻抗越高，衰减越大；音频信号频率越高，耦合电容阻抗越低，衰减越小。