电容怎么用的问题


  电子电容怎么用器的常见问題有:击穿短路、短路、漏电或电容怎么用量变化等

  通常利用万用表的电阻档(R*100或R*1K)测量电容怎么用器两端之间的漏电阻,根据指針摆动的情况来判别较大容量的电容怎么用器质量,这是利用了电容怎么用器的充、放电特点

  1)如果电容怎么用器质量很好,漏電很小将万用表的表笔分别与电容怎么用器的两端接触,则指针会有一定的偏转并很快回到接近于起始位置的地方。

  2)如果电容怎么用器的漏电很大则指针回不到起始位置,而停在标度尺的某处这是指针所指出的电阻数值即表示该电容怎么用器的漏电阻值。

  3)如果指针偏转到0欧之后不再回去则说明电容怎么用器内容已经短路。

  4)如果指针根本不偏转则说明电容怎么用器内部可能短蕗,或电容怎么用量很小充、放电电流很小,不够以使指针偏转

:针对不同容量的电容怎么用器应选用合适的量程。一般情况下小於1uF的电容怎么用器可选用R*10K档,1-47uF间的电容怎么用器可选用R*1K档;47-1000uF之间的电容怎么用器可选用R*100档

【导读】对于以下的文章我是佷佩服的,我按照它们的思路把问题推演和考证了一下参考了一些数据,自己推导一下电容怎么用模型的阻抗曲线试图做的就是让问題更明显一些。打算把这个问题分成两个部分第一个就是原理上去验证,第二个就是从实际的例子去推演

看了很多关于和的文章,有玳表性的如下:

1. 退耦电容怎么用的选择和应用

3. 关于旁路电容怎么用和耦合电容怎么用

4. 关于旁路电容怎么用的深度对话

对于以上的文章我昰很佩服的,我按照它们的思路把问题推演和考证了一下参考了一些数据,自己推导一下电容怎么用模型的阻抗曲线试图做的就是让問题更明显一些。打算把这个问题分成两个部分第一个就是原理上去验证,第二个就是从实际的例子去推演

先看看此类电容怎么用的應用场合:

根据以上电路来说,由一个电源驱动多个负载如果没有加任何电容怎么用,每个负载的电流波动会直接影响某段导线上的电壓

瞬间冲击电流的产生原因

来分析一下数字电路的电流波动,数字电路的负载并不是纯阻性的如果负载电容怎么用比较大,数字电路驅动部分要把负载电容怎么用充电、放电才能完成信号的跳变,在信号上升沿比较陡峭的时候电流比较大,对于数字芯片来说新派驅动部分电流会从电源线上吸收很大的电流,由于线路存在着的电感电阻(特别是芯片管脚上的电感,会产生反弹)这种电流相对于囸常情况来说实际上就是一种噪声,会影响前级的正常工作下图反应了工作情况

2. 输出级控制正负逻辑输出的管子短时间同时导通,产生瞬态尖峰电流

PMOS 和 NMOS 同时导通的时候出现的电流尖峰

我们考虑数字电路内部结构一般由两个 Mos 管组成,为了便于分析我们假设初始时刻传输線上各点的电压和电流均为零。现在我们分析数字器件某时刻输出从低电平转变为高电平这时候器件就需要从电源管脚吸收电流(上面┅个分析的是容性负载,现在考虑的是阻性负载)

在时间点 T1,高边的 PMOS 管导通电流从 PCB 板上流入芯片的 VCC 管脚,流经封装电感 L.vcc通过 PMOS 管和负載电阻最后通过返回路径。电流在传输线网络上持续一个完整的返回时间在时间点 T2 结束。之后整个传输线处于电荷充满状态不需要额外流入电流来维持。

当电流瞬间涌过 L.vcc 时将在芯片内部电源和 PCB 板上产生一个电压被拉低的扰动。该扰动在电源中被称之为同步开关噪声(SSN)或 Delta I 噪声

在时间点 T3,我们首先关闭 PMOS 管(不会导致脉冲噪声PMOS 管一直处于导通状态且没有电流流过的)。同时我们打开 NMOS 管这时传输线、哋平面、L.gnd 以及 NMOS 管形成一回路,有瞬间电流流过开关 NMOS 管这样芯片内部至 PCB 地节点前处产生参考电平被抬高的扰动。该扰动在电源系统中被

实際电源系统中存在芯片引脚、PCB 走线、电源层、底层等任何互连线都存在一定电感值就整个电源分布系统来说来说,这就是所谓的电源电壓塌陷噪声

去藕电容怎么用就是起到一个小电池的作用,满足电路中电流的变化避免相互间的耦合干扰。关于这个的理解可以参考电源掉电Bulk 电容怎么用的计算,这是与之类似的

旁路电容怎么用实际也是去藕合的,只是旁路电容怎么用一般是指高频噪声旁路也就是給高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。

所以一般的旁路电容怎么用要比去藕电容怎么用小很多根据不同的负载设计情况,去藕电嫆怎么用可能区别很大当旁路电容怎么用一般变化不大。关于有一种说法“旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象,防止干扰信号返回电源”我个人不太同意,因为高频信号干扰可以从输入耦合也可以从输出耦合去藕的掉電可以是负载激增的输出信号也可以是输入信号源的突变,因此我个人觉得怎么区分有点纠结

如果电容怎么用是理想的电容怎么用,选鼡越大的电容怎么用当然越好了因为越大电容怎么用越大,瞬时提供电量的能力越强由此引起的电源轨道塌陷的值越低,电压值越稳萣但是,实际的电容怎么用并不是理想器件因为材料、封装等方面的影响,具备有电感、电阻等附加特性;尤其是在高频环境中更表現的更像电感的电气特性

我们这里使用的电容怎么用一般是指多层陶瓷电容怎么用器(MLCC),其最大的特点还是由于使用多层介质叠加的結构高频时电感非常低,具有非常低的等效串联电阻因此可以使用在高频和甚高频电路滤波无对手。

关于其特性分析和分类可以参考鉯前的文章:

等效串联电阻 ESR:由电容怎么用器的引脚电阻与电容怎么用器两个极板的等效电阻相串联构成的当有大的交流电流通过电容怎么用器,ESR 使电容怎么用器消耗能量(从而产生损耗)由此电容怎么用中常用用损耗因子表示该参数。

等效串联电感 :由电容怎么用器的引腳电感与电容怎么用器两个极板的等效电感串联构成的

等效并联电阻 EPR:电容怎么用器泄漏电阻,在交流耦合应用、存储应用(例如模拟积汾器和采样保持器)以及当电容怎么用器用于高阻抗电路时Rp 是一项重要参数,理想

电容怎么用器中的电荷应该只随外部电流变化然而实際电容怎么用器中的 EPR 使电荷以 RC 时间常数决定的速度缓慢泄放。

通过上述参数我们可以知道得到电容怎么用阻抗曲线

我找了 Murata 的电容怎么用莋了对比

实际电容怎么用的阻抗是如图所示的网络的阻抗特性,在频率较低的时候呈现电容怎么用特性,即阻抗随频率的增加而降低茬某一点发生谐振,在这点电容怎么用的阻抗等于等效串联电阻 ESR在谐振点以上,由于 ESL 的作用电容怎么用阻抗随着频率的升高而增加,這是电容怎么用呈现电感的阻抗特性在谐振点以上,由于电容怎么用的阻抗增加因此对高频噪声的旁路作用减弱,甚至消失电容怎麼用的谐振频率由 ESL 和 C 共同决定,电容怎么用值或电感值越大则谐振频率越低,也就是电容怎么用的高频滤波效果越差

ESL 首先和电容怎么鼡的封装直接相关的,封装越大ESL 也越大。因此我们并联三个电容怎么用以上对于滤除噪声来说并不是很明显的这里有个问题,我们甚臸希望可以得到 0402 的 0.1uF 的电容怎么用但是这个是比较难得,因为封装越小操作电压和容值都是有限制的,所以理智的做法就是用两个电容怎么用

通过曲线我们发现,如果我们只是考虑 1MHz 以内的噪声的时候在大多数情况下,旁路电容怎么用的规则可以简化为只用 0.1 μF 电容怎么鼡旁路每一个芯片不过我们要选择 0603 的 MLCC 的电容怎么用,而且要注意电路布局如果我们沿着电路板上的电流路线,可以发现电路板铜线上存在电感在任何电流路径上的电感与该路径的闭环面积呈正比。因此当你围绕一个区域对元器件进行布局时,你需要把元器件紧凑地咘局(为了使电感为最低)

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电容怎么用器的可靠性由固有可靠性和使用可靠性所构成引起电容怎么用器不可靠的原因有设计、原材料、工艺制造以及选择和使用等,电子组件可靠性的高低取决於从研制、生产到使用的全过程的努力和配合。
当前电容怎么用器使用可靠性不高的原因,分析如下:
例如整机的使用条件远比电容怎麼用器的额定条件高对电容怎么用器采用满额使用,甚至超负荷使用上述情况的产生,有时是由于电路设计人员或维护使用人员缺乏囸确使用电容怎么用器的知识或者缺少有关电容怎么用器使用的技术数据。有时是使用组件的实际环境条件不符合设计要求等
军用电孓设备中采用了为消费类电子设备设计和生产的电子组件。这些组件所适应的环境条件、性能参数指针在很大程度上远低于军用电子设備的工作条件和要求。
(3)采用了较多的非标准组件:
由于军用电子设备的需要在设备中采用了为数不少的、特殊的、应用稀少的和非標准组件,其供应和储备很难保证有足够的数量和达到应用的质量要求
(4)整机设计人员、维护人员、器材供应人员缺乏对电子组件应鼡知识的了解。
例如对各类组件的特性在电路中起的作用,其可靠性水平及在特写的使用环境下组件特性会产生的显著变化等。
勿庸置疑在设计军用电子设备时,首先必须解决选择哪一种组件对该设备的具体应用最为恰当的问题。
在选择电子组件时应当严格遵循設备和组件的技术条件。在实施技术条件时还应当清楚地知道,产品还缺少哪些必要的特性
电路设计人员还应经常与组件制造厂的技術人员保持密切联系,了解组件生产方面的经验并且能将对组件实际知识的了解和生产方面积累的经验,应用到设计工作中去

第二节 電容怎么用器在电路中的应用


根据介质材料的性质,电容怎么用器可分为空气电容怎么用器、无机介质电容怎么用器、有机介质电容怎么鼡器、电解电容怎么用器等几大类无线电电子设备中有低、中、高各种频率的电路,不同频率的电路对电容怎么用器有不同的要求根據使用频率,电容怎么用器的分类如表12-1所列各类电容怎么用器的主要特点和应用范围见表12-2、12-3。
2、电容怎么用器在直流电路中的应用
电容怎么用器的充放电过程中不仅贮存或释放能量,也可流过高频或低频的衰减振荡电流或者是非振荡的衰减电流。下面扼要介绍利用贮存电荷放电的电容怎么用器在工业中的有关应用
表12-1 电容怎么用器的分类表
表12-2 各类电容怎么用器主要特点
表12-3 各类电容怎么用器的应用范围
茬夏天打雷时,冲击波传输给配电线以及变压器和其它电气设备时会引起绝缘击穿、烧毁设备的危险。为防止发生事故必须使设备有經受瞬时高压冲击的性能。所以对于与输电线连接使用的设备,应视其电路电压按下述标准值(图12-1)对设备进行三次电压冲击试验该裝置中所使用的电容怎么用器,多数为高压纸介电容怎么用器
图12-1 冲击电压的波形(标准波)
2.2 产生瞬间大电流:
用直流电压译电的电容怎麼用器储存的能量为: (焦耳),将充电电容怎么用器短路放电、即产生瞬间大电流已广泛应用于:
(1)为产生等离子,并研究这种现潒的电源(在真空中将电能瞬时放电在10000K0以上温度下,研究这时产生的等离子现象)
(2)为研究热原子核熔融的电源(通过重氢内部的放电,使之熔融各种原子核、并研究产生的能量和产生中子的状态)
(3)为研究电弧放电及其它高温状态的电源(研究在空气中切断电源时产生数千度高温下的各种现象)。
(4)冲击波、紫外线或者微波发生电源(如云层高度测量仪利用电波从目标反射回来时的时间进荇距离的测量。)
(5)放电型加工设备(加工超硬度材料时将其作为侧面电极进行放电,由此直接加工)
(6)放电电磁成型设备(利鼡通过的冲击磁束和电流产生的机械力成型)。
(7)爆发成型设备(利用在液体中放电时周围产生的机械力成型)
(8)储放式X射线装置,如医用X射线透视装置(利用电容怎么用器瞬间放电的性质)
(9)储能焊接机(利用放电电流将金属小片点焊熔接)。
(10)闪光灯电源(汽车及照相机闪光灯)
用在瞬间放电产生大电流的电容怎么用器,要既能承受大电流冲击而又不受这种冲击影响结构性能使用时应偅视电容怎么用器的最大放电电流用决定固有频率的电感值的大小。一般采用纸介和有机薄膜电容怎么用器
2.3 利用剩余能量:
经常用较小功率的电容怎么用器充电储能,当需要时将该电能一举放出进行工作,这就是交流切断电容怎么用器的主要功能一般用金属化纸介电嫆怎么用器或无极性的电解电容怎么用器。
2.4 产生直流高压:
在某些整流电路中用电容怎么用器多级串接,可产生很高的直流电压如作為负荷电源比较小的电子扫描微镜的电源,输出电压可达到100万伏常用的电容怎么用器为纸介电容怎么用器。
3、电容怎么用器在直流脉动電路中的应用:
如果电容怎么用器与含有交流万分的直流电路并联连接交流成分将流过电容怎么用器,连接点的电压近似干纯直流若將电容怎么用器与这种电路串联连接,则直流电被切断交流成分例如电信号,可顺利通过一般对前者称为滤波作用,后者称为耦合作鼡在各种电子设备中所有的电容怎么用器,大部份都起这两种作用
4、电容怎么用器在交流电路中的应用:
电容怎么用器的交流用途,除在电子设备中应用外还用于电力及电气设备。前者主要用于高频的场合后者主要用于民用频率的范围。
电容怎么用器在电子设备中嘚交流用途调谐占据绝大的比例。例如空中传播的微弱信号电压,采用LC串联或并联谐振放大电压此外,要使发射机的发射频率接收机的中频频率,或调频功率设备中的使用频率产生振荡就要用用交流高频电容怎么用器。
交流电容怎么用器的具体应用:
(1)在三相電路中组成星形和三角形连接当所用电容怎么用器容量相同时,星形连接电路的无功功率仅为三角形连接电路的三分之一;
(2)利用电嫆怎么用器的电流与电压间的相位特性特其并联到电感性电器的输电线路上可改善线路的功率因素。
(3)电容怎么用器的串联应用可補偿输电线路中的电抗电压降,提高电厂交联运转的稳定度增加线路载流能力,减少由于大功率电器的冲击电流对电压稳定度的影响;
(5)滤波用(防止发生和混入干扰波);
(6)用于中频换流器:随着可控硅技术的发展半导体电源用的中频换流器用电容怎么用器,可鼡于电子计算机中频电源的逆变线路快速充电机的斩波器、逆变器中,亦可用于测量可控硅组件的电参数及变频变压电压上升率的测试設备中这类电容怎么用器多采用聚丙烯电容怎么用器。
5、高频参数在电路设计中的应用
在近代电路设计中的一个特点是要求电容怎么用器具有低的阻抗即要求电容怎么用器具有良好的阻抗-频率特性。由于线路设计之需要电容怎么用器的使用频率范围亦逐渐扩大。图12-2為各类电容怎么用器的使用频率范围图12-3为极性电容怎么用量范围、工作频率和阻抗值之间的关系。图12-4为非极性电容怎么用器的容量范围工作频率和阻抗之间的关系。

电容怎么用器应在低于串联谐振频率下使用若要在接近或高于串联揩振频率或在脉冲电路中使用时,应選择引线电感最小的电容怎么用器;外引线应尽量短;也可选择两个以上电容怎么用器并联使用(例如通常人们习惯在电解电容怎么用器嘚两端并联一个小电容怎么用器)


穿心式电容怎么用器,包括穿心式LC复合滤波器是一种特殊结构的电子组件,常用作低通滤波器抑淛高频干扰。一般而言电容怎么用器的工作频率超过f0时,旁路效果会变差甚至会使电容怎么用器由容抗变为感性而引起相位突变,有時会引起放大器的自激振荡或引起脉冲电路波形失真。若与被旁路的电阻R相比当满足ωL《R时,则仍具有旁路效果固有电感L越小,由帶宽越宽
设计60MHz晶体管放大器,发射极的旁路电容怎么用采用CT4C-0.047uF时电路易自激,改用CC4C-1000PF就较稳定又如:DT-1向量电压脉冲取样探头电容怎么用器为150PF,采用CC41C电容怎么用器试验表明,用尺寸较小(2*3)的比用尺寸较大(4*6)的频向好因为前者的固有电感小。再如:70MHz集中参数环行器采鼡40~120PF电容怎么用结果表明,采用自谐振频率高于80MHz且串联谐振电阻较小的电容怎么用器可使环行器插入损耗减小,且便于高度
近几年來,在发展较快的分布参数电路中(例如在微带电路中)对电容怎么用器的设计和使用了提出了新的要求。为了避免固有电感对电容怎麼用器高频性能的不良影响利用电容怎么用器引线或电极对地的分布电容怎么用Cs与其电感L谐振在所要求的特征阻抗 ,使不利因素变为有利因素
对于无外引线的多层陶瓷电容怎么用器CC41L和CT41L,应注意缩短或避免有害的连接线;并联***时则采用图12-5所示结构的电容怎么用器较适宜例如C09-1-b和C09-2-b型边界层瓷介电容怎么用器。它们特别适用于微波电路作高频旁路用微带电容怎么用器适用于宽度相适应的微带电路,若用┅般集中参数的高频电路必须尽量将引线缩短。

高频用的集中参数电容怎么用器的长度(1)应设计得短一些W宽一些(或直径大一些)。不应按通常习惯总是长度比宽度大


总之,无论是电容怎么用器的设计师还是电路设计师都必须熟悉电容怎么用器的高频参数。这对於提高电容怎么用器的结构设计水平和合理地使用电容怎么用器从而提高电子线路的设计水平都是簋有意义的。
6、降低电容怎么用器阻忼的途径
6.1减小电容怎么用器的固有电感
固有电感是电容怎么用器的结构参数它与电容怎么用器的内外引线尺寸、电极数目和汇流点的位置有关。因此固有电感是鉴定电容怎么用器高频性能和向用户提供电容怎么用器能正常使用的上限频率所必须的根据阻抗-频率特性,鈳由下式求出电感;
6.1.1非极性介质电容怎么用器:
先测得f0后由低频电容怎么用量C0按式(12-1)求电感:
6.1.2园形截面外引线电感的计算:
6.1.3矩形截面薄带导体电感的计算:
根据(12-2)式,电极体电感为:

内引线和外引线电感为:


计算结果电极电感为总电感的15%以下,由此可见所谓有機介质的无感绕法并不是无感的。内外引线的电感占了大部份的比重改变电容怎么用器引出线的长度会引起谐振频率的变化。图12-6为谐振頻率与引出线长度的关系
6.2降低电容怎么用器的等效串联电阻
电容怎么用器低频等效电路如图12-7所示。
根据图12-7给出的公式可知频率较高时,R2主要取决于r即主要与电极导体电阻,内外引线电阻和接触电阻有关介质损耗的影响通常较小。对容量较大的电容怎么用器若原损耗较小,频率高时接触电阻r对tgδ2的影响较大。例如C=0.022uF的电容怎么用器在f=1kHz时,tgδ=1×10-3若接触电阻增大0.2Ω,则 ,可忽略当C=0.47uF时,在哃样条件下 ,可见0.47uF的电容怎么用器,由于接触电阻增大0.2Ω,使损耗比原来增大59%
电容怎么用器的等效串联电阻与结构工艺有关。当結构一定时等效串联电阻主要取决于工艺因素。如有机电容怎么用器端头用电喷锌工艺比汽喷铝工艺的接触电阻小因而串联电阻也小。云母电容怎么用器用铝锡箔代替铜箔作电极引出头时串联电阻较小;端头印银代替打卡子串联电阻也较小;外引线粗的比细的串联电阻小;某些包封材料高频损耗太大,也会导致等效电阻的增加;多层陶瓷电容怎么用器通常比单层陶瓷电容怎么用器有较小的等效串联电阻因此等效串联电阻这一参数能反映出制造工艺的质量。而测低频下的损耗则反映不出接触电阻的变化因此,电容怎么用器的等效串聯电阻作为高频参数对高频电路中的插入损耗,谐振电路的Q值或旁路电容怎么用的最大衰减有明显的影响所以整机系统在设计高频电蕗时,应尽量选择等效器联电阻小的电容怎么用器

第三节 电容怎么用器失效对电路工作的影响


在任何电子设备中,电容怎么用器的用量約占其它组件用量的四分之一为了使电容怎么用器在电路中能正常地工作,仅有一些电容怎么用量值和电压额定值数据是远不够的还必须知道温度、电流、频率对电容怎么用器的绝缘电阻、击穿电压和其它主要性能的影响。
在所有电子设备的故障中因电容怎么用器失效而引起的约占七分之一。而所有电容怎么用器的失效中有一半以上的失效是由于不适当的选择和使用原因所造成。所以整机设计师对電容怎么用器在设备中工作保证能力的因素、安全因素、电容怎么用器受线路工作和环境条件的影响及其性能的改变、要有明确的概念
1、电容怎么用器失效的主要原因
引起电容怎么用器失效的原因很多;如电流过荷、电压过荷、频率的影响、严重的介质漏电、容量漂移、介质吸收、高温、压力、湿度、冲击与振动等。其中以严重的介质漏电、介质吸收、容量漂移特别是介质吸收对电路的影响最大,也最使电路高度人员烦恼甚至使用电路分析引入歧途。
在过渡过程中如果脉冲的宽度和振幅很大、或由于开头时或者组合电路或在组件发苼故障时,在电容怎么用器与其它组件相连接的地方会引起瞬间的电流骤增,而造成电绝缘强度破坏、电容怎么用量改变、密封性破坏
产生电压过荷的原因,可能是由于设备预热不当、转换过程和突然切断负荷而引起的超过电容怎么用器额定值的电压瞬变现象或由于茬电介质内部存在着高电场梯度而产生内部电晕、电介质击穿和绝缘电阻降低。
为安全起见额定直流工作电压至少应大于所期望的直流電压20%,所施加的交流电压不应超过适用于该频率的和最大周围温度的交流电压额定值
在超过设计频率下使用电容怎么用器时,会发生笁作不良和过热现象不是设计专供在高频下工作的电容怎么用器,如果施加超高频的脉冲则电容怎么用器就会被击穿。
很多种类的电嫆怎么用器有很大的固有电感;在实际应用中它们常被小电容怎么用量的电容怎么用器分流。如果能保证最大的分流效应最好是将大嫆量的电容怎么用器与小容量的电容怎么用器并联使用,并使用环状或交叉的、尽可能短的引线
高温是降低电容怎么用器可靠性的主要洇素之一。过高的工作温度会导致绝缘电阻和抗电强度降低,电晕电压下降容量漂移,寿命减少失效率增高。
一般而言以极性介質制造的电容怎么用器具有较高的功率系数,因而易产生内部发热加速电容怎么用器损坏。
由于电容怎么用器的电容怎么用量和电极间嘚距离成反比若电容怎么用器处壳硬度不够,当受到压力变化影响而发生变形时会造成容量改变和密封性破坏,甚至使环境媒介直接莋用在电容怎么用器上使电性能进一步恶化。
高湿度除引起外部金属锈蚀和促使霉菌生长外还可能是电气强度和绝缘电阻降低及电容怎么用量改变的原因。所有这些现象都将造成工作温度升高和击穿电压降低当有可靠性要求时,应采用密封型电容怎么用器
2、电容怎麼用器失效对电路工作的影响
2.1介质漏电对电路的影响
在电路中的,漏电失效占电容怎么用器失效的90%铝电解电容怎么用器的漏电比其它類型的电容怎么用器更普遍,随着漏电流的增加必然给电路的工作带来影响。
多芯组电容怎么用器有时会在极间产生高阻抗漏电通道當从电解电容怎么用器的一个极耦合到与另一个极有关联的电路时,由于这个漏电通道经常具有高的电阻、而极间漏电只有在额定电压时財会显现出来故在低压测试时则发现不出问题所在。
例如:在电视接收机中同一只电容怎么用可以同时用于电源和垂直扫描电路,50Hz交鋶频率和垂直扫描频率通过一个共同的通道、致使人们很难将故障类型区别开来图12-8为由于顺漏电引起垂直性恶化的电路图。

2.2电容怎么用量变化对电路工作的影响


电容怎么用器的容量变化对振荡器回路影响很大如果在室温下电路的频率范围正常,当电路置于箱内于不同頻率下测试频率漂移,测毕后从箱内取出发现电路不能正常工作,电路变得不稳定产生强烈的间歇振荡。检验证明这是晶体管集电極和发射极之间电容怎么用器的容量超差引起的,若更换一个同规格的电容怎么用器则电路又恢复正常。电容怎么用器容量变化可以是囸变化也可以是负变化出现正变化的原因,以薄膜电容怎么用器为例是介质薄膜和极板之间存丰残留空气隙以及介质吸潮所致。
有些電容怎么用器如聚苯乙烯电容怎么用器可能出现容量负超差现象这是由于引线和铝箔极板点焊不牢或点焊接触电阻过大而引起的。
2.3介质吸收引起的电路失效
电容怎么用器在充放电过程中存在着时间滞后现象。在某些要求反应迅速的脉冲控制电路中这种滞后可能导致整個电路功能的失效或得到错误的结果。
例如;在RC微分电路中(图12-9)当输入-矩形波时若RC《Tk(脉冲宽度),对于一只没有介质吸收(或介質吸收很弱)的电容怎么用器可得到理想的尖脉冲信号见图12-9(b)但转接一只介质吸收明显的电容怎么用器时,得到的输出波形却如图12-9(c)所示显然,这时的RC电路就不再是微分电路而变成耦合电路了

例如,在线性电路中电容怎么用器作为一个隔直流或发射极偏流旁路電容怎么用时,由于电容怎么用器的介质吸收产生的剩余电压将改变该级的偏流这可能把A类放大器变成B类放大器,从而引起畸变和信号夨真


在电源电路中,严重的介质吸收也会影响电源的滤波效果这对于有较长时间没有通电的设备尤其如此。电容怎么用器存在介质吸收使其不能彻底充放电的事实意味着电容怎么用器有效容量的减小,致使纹波分量过大
在直流电路中,由于存在着高介质吸收使电嫆怎么用器在直流电压作用后不能充分放电,使有效容量减小
2.4电容怎么用器的低电平失效及其检测
随着电子设备的小型化,组件的工作電压越来越低有的工作在毫伏级,甚至微伏级因此电容怎么用器低电平失效问题,已引起人们的重视
2.4.1电容怎么用器低电平失效对电蕗工作的影响:
(1)使通信的信号突然中断,又会自行恢复因而电容怎么用器的低失效是随机的。这种故障特别容易出现在间隙使用或長期不用的电子设备中
(2)电容怎么用器处于低电平状态下工作时,由于电容怎么用器内部串联等效阻抗的变化当工频和声频讯号通過电容怎么用器时,输出波形就会出现不规则的毛刺使输出信号产生噪声和严重失真。
2.4.2电容怎么用器低电平失效机理:
(1)电容怎么用器的引出线与电极箔间会形成一层氧化层使引线或旗形引线与电极形成一个小电容怎么用,并与原电容怎么用串联(见图12-10)由于阻抗壇高而引起失效或称之为阻抗失效。
(2)电容怎么用器的引出线部份与电极间渗入一层绝缘物或其它的有机污染物如云母电容怎么用器嘚浸渍腊,涤沦电容怎么用器的环氧树脂油浸电容怎么用器的油等。其等效电路见图12-10(b)

(3)电容怎么用器的绝缘电阻明显降低,甚臸接近短路状态如独石电容怎么用器使用在低电平下,在极短时间内会产生绝缘退化故障,绝缘性能大幅度降低这种阻抗降低而引起电容怎么用器失效称之为低阻抗失效。


低电平失效可用电容怎么用电桥测试也可用奈培(Np)或分贝(db)为单位的仪器组合测试。表12-5、12-6汾别为实测数据及测试电平和频率表

2.5电容怎么用器失效对扫描电路的影响


电容怎么用器除在整机中一般作滤波,耦合阻尼,分压调淛,隔直流和反馈用外现在越来越广泛的被应用于振荡电路,而且应用的形式也越来越多下面介绍电视机电路中的逆程电容怎么用器Cr囷S形校正电容怎么用Cs的作用和对电路的影响。
典型的行扫描电路是一个开关状态的输出电路如图12-11、12-12所示

图中BG为行输出晶体管,Lr为偏转线圈电感、Rr为偏转线圈电阻EC为电源电压。当BG基极输入脉冲信号至饱和导通时偏转线圈内的电流ir按指数规律变化。


(1)逆程电容怎么用Cr的莋用:当行扫描正程结束逆程开始时BG截止,偏转线圈内的电流仍能保持原来的方向并对Cr充电,直到偏转线圈内能量释放完毕储存于Cr内使电子束很快地由右边回到左边形成逆程回扫为止。当适当控制Cr的电容怎么用量及电感量Lr组成LC振荡器还可以进一步控制行扫描的进程規律。
逆程电容怎么用器的容量严格地与扫描逆程时间TR偏圈电感量Lr有关,如下式:
(2)逆程电容怎么用器的选择要求及其对电路的影响:
① 最高耐压亦即当BG截止时的最高反方向脉冲电压应为电源电压的8~10倍。对广泛采用的自举升压电路其行输出电压为24伏~27伏,Cr应选择為耐压240~270伏
② 逆程电容怎么用器极易迂到脉冲高压,为避免突然失效应选择有自愈作用的金属化电容怎么用器。
③ 逆程电容怎么用器對控制逆程扫描时间概念极强它须准确地与偏转线圈搭配,为保证逆程回扫描时间的误差小于10%其电容怎么用量的误差应控制在5%内。
④ 逆程电容怎么用器除要求性能稳定外还必须有极小的漏电流,否则容易引起图像表面产生振钤干扰条纹此外在使用中必须注意其┅端必须与行输出管发射极阻尼管正端同接于一地线,否则就会产生幅射干扰见图12-13、12-14。
由于显像管屏幕的曲率中心与电子***射出的电子束的偏转中心在同一位置所以即便行输出端的电流线性很好,呈现在屏幕上的图像也会失真造成在荧光屏左右端束扫描速度快,行程長中央部位扫描速度慢,行程的延伸性畸变如图12-15所示。
克服延伸畸变应控制偏转线圈内锯齿波电流坛长即di/dt的变化规律。使其随着自身绝对值的坛长而略微减小如图12-16所示。

因为这条用以校正延伸性畸变的曲线呈S形通常便称之为S形校正曲线。


为实现S形校正最初曾假設与偏转线圈串联一个容量很大的电容怎么用器Cs,如图2-17所示的LrCs串联谐振回路当正程扫描时Cs上的电压不变,BG导通时加在偏转线圈两端的电壓为恒定值偏转线圈内电流ir呈线性坛长,实际Cs不可能很大ir也不可能直线性变化而是近似于按正弦波曲线变化,Cs上的电压波形与此产生┅定的相位差如图2-18所示当选择Lr,Cs的振荡周期很长在t0时ir=0,电流的变化呈直线性当t=T/2时,ir便偏离直线下降到类似S形曲线适当选择Cs容量,便可达到S校正作用
对Cs的选择和失效对电路的影响:
(1)尽管行输出的脉冲电压一部份降在偏转线圈上,但大部份降在Cs上所以Cs耐压必须大于100V以上。若Cs一旦击穿失效使偏转电路无法工作,屏幕上便产生一垂直亮线(图2-19)短路击穿也意味着S形校正作用的消失。
(2)S形校正电容怎么用器的漏电会致使负载加重电源电压下降,整机工作失常一般电容怎么用量的变化(特别是容量变小时)会引起输出管損耗坛大,线性恶化
2.6电容怎么用器的非线性失效及其对电路工作的影响。
2.6.1电容怎么用器非线性产生的机理:
无源电子组件的非线性在许哆情况下是由于组件内部存在接触电阻而引起的接触电阻通常包括集中电阻和间隙电阻两部份。通常具有大量接触点的导电系统当外加电压较高时,其阻值与电压的关系可写为:
图12-30表示了间隙电阻与外加电压的关系当电压较低时,阻值不变;当电压较高时阻值的对數lgR与电压√U呈下降的直线关系,这种非线性是在电压直接作用下产生的
接触点的局部过热也引起一种非线性效应,因为间隙电阻与温度囿关其规律类似于半导体。另外也应指出当在间隙上突然加上较大电压时,间隙可发生热击穿并使吸收的气体挥发,致使间隙电阻暫时短路当取消外电压,间隙又恢复到较大的阻值这种现象可以给电子组件带来时隐时现的失效,造成设备工作可靠性大大下降电嫆怎么用器的小讯号开路就是一例。
一个理想的线性电容怎么用器它所充的电荷与两端的电压成正比,而电容怎么用量与电压无关固萣极板的真空电容怎么用器,或充气式的标准电容怎么用器可认为是理想的线性电容怎么用器但对于在电子设备中广泛应用的电容怎么鼡器,通常都具有一定的非线性也就是说,当在电容怎么用器上加上纯正弦交流电压时其内部可以产生一个三次谐波电流。对于无极性的组件来说它不出现偶次谐波,即:
由于第五次以上的谐波幅度很小可以不予考虑。通常以第三次谐波电压与基波电压之比取对数並以电平来表示称为三次谐波失真或三次谐滤衰减。
电容怎么用器的非线性还有由于介质极化和损耗引起的非线性介质材料和封装材料的绝缘电阻也可以引起非线性。对于介质中夹杂的半导体微粒引起的漏电导对非线性的影响也很大。对于电解电容怎么用器其介质氧化膜与阴极极板之间含有离子性导电的电解液或含有固体的二氧化锰等半导体材料,也具有较大的非线性
电容怎么用器非线性产生的叧一个主要来源是极板和引出线。用块状金属制成的金属箔做极板较好金属化的极板,其导体内部可能存在不连续性有可能产生非线性。例如在电容怎么用器纸或有机薄膜上蒸地的金属膜以及云母和陶次片上烧渗的银层都可能产生非线性。极板与引出线之间的接触不良是电容怎么用器产生较大非线性的重要原因
3.6.2电容怎么用器非线性对电路工作状态的状态的影响:
无源组件的非线性作为本身的一种特性,对电子设备可造成很严重的影响特别是当这些组件应用于高质量滤波器,频谱分析仪和多路载波通讯系统时组件非线性所造成的彡次和高次谐波会严重干扰系统的正常工作。
(1)电子设备的噪音来源于电子元器件电子组件噪音与其本身的非线性(谐波)密切相关。
(2)载波通讯能多路同时在一对线路上通讯而不互相干扰主要是采用了各种不同频率的滤波器(LC),将收、发及各路信号分开以十②路载波***机为例:它的西端发(发端收)的线路传输频率为36~84kHz(每4kHz为一路)。如果西端发第二路(42kHz)产生了三次谐波则为126kHz。该谐波頻率正好是东端第9路的通带频率则西端第二路信号就窜入了东端第9号。当窜来的信号是足够大时就造成了不可忽略的干扰,在通讯中稱为“串音”为防止这种相互干扰,要求滤波器(或电容怎么用器)应有很小的非线性

参考资料

 

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