电路设计基础
只有当电容两端的电压等于0伏的时候,就是这一点的电压和这一点电压之间没有压差的时候,我门才可以把电容当成是一根导线,如果当我电容比如说它己经充到有一个1伏的电压了,这个时候我们是不可以把电容当成是导线的,所以我们就可以把电容当成是一个导线,对我们这一个瞬间的这电路进行一个简化,然后去分析开关闭合瞬间的一个波形的变化。
电容的储能特性
如果说我们现在想通过一个RC电路,去对我们这一个芯片的上电时间做一个延迟,我们怎么去计算呢?
只要设置一个合适的R和一个合适的C,那这一点的电压在我3V接进来一瞬间,它就会慢慢的上升,我只要调好我R和C,我就可以控制我们电压认0上升到2V之间的时间节点,这样我们就可以任意去控制它的上电的延迟时间。
我们在这里你可以用我们的tao快速去评估,也可以用我们这个表格去评估。
现在我们希望充电延时可以达到10毫秒,那怎么办呢?
电容稳定电压的作用 (滤波)
电源离B很远,当B开关闭合电流就会突变,假设从10mA突变到1.01A,这个电路中的电流就供电不足,只要它出现供电不足的情况,我们就会发现3.3V,它就会有一个电压跌落。
这一个问题我们就经常把它称之为电压跌落的问题,电压跌落的问题是常严重的,它经常非常容易会导致我们的一些芯片或电路出现工作异常的状态,比如说死机或者说复位啥的,我们怎么去解决这个问题?
我们就是可以利用电容来解决这个问题
电容它其实就相当于是一个小电池,然后它是可以储存能量的,然后它在储存能量的时候,就是当你外部电压不够或者说关掉的时候,就可以持续给电路供电,供一部分时间。释放一小段时间的大电流。它就可以维持任我们这一点的电压,不会出现我们刚刚说的突变的过程。
电容的容抗计算公式
电容在电压的频率越高时,阻抗越小,频率越低时,阻抗越大,然后当我们这一个频率一定的时候,电容量越大,然后我们电容在我们电路中的容抗也会越小,用这也就我们经常为件么说,直流电是通不过我们这一个电容的,只有交流电才能通过电容。直流电的频率是等于0的。直流电电路里面这就相当于断路状态。
低通滤波电路原理及作用
低通滤波电路可以让“低频”的信号通过,衰减“高频”的信号,低通滤波电路有以上作用是利用了电容充放电特性实现的。
就是由我们电阻值以及电容值,来决定的一个结果,然后的话截止频率的概念是什么,它的概念是指当我们这一个输入信号,Vin 它的频率,就是你输入信号的频率,等于我们这一个截止频率的时候,这时候我们这一个交流信号,进入到我们这一个RC之后,在这里面vout的电压它会衰减-3dB,简单来说,就是会衰减成它自身(电压)的0.707倍。
实际应用中,它有什么作用?
输入一个正弦波到电路中,一般也不会是很漂亮的正弦波,或者说你外界突然之间电压有一点点的抖动,就会发现正弦波上面多多少少会有一些噪声,然后这些噪声的话,它有可能就是一些高频的噪声,这些高频的噪声就是我们不想要的东西,我们这时就可以利用低通滤波,来把高频噪声给滤掉了,
低通滤波电路原理及作用
用电阻分压去理解就好了,就我们在这里可以看到vin过来之后,它是不是经过一个电阻和电容的分压,就到我们输出Vout,所以我们利用电阻分压公式。
容抗的公式为:
就当你这个频率越大的时候,Rc越小,电容分到的电压肯定就越低,频率越小Rc越大,所以分到的电压肯定就越大。所以我们利用阻抗的分压公式去理解是很简单的,频率越高我电容的容抗越小,频率越低我容抗就越大。
也可以用物理本质去理解
物理本质其实就是利用了,我们电容的充放电去实现的
如果交流信号远远快于我们电容的充电的充放电的速度,是不是意味看说因为你很快,所以我电容的充放电就跟不上,跟不上就会导致一个件么问题呢?
绿色是电容充电的情况,红色是电源的频率,这就是为什么当你输入信号的频率比较高的时候,它输出就会衰减的根本原因是因为电容的充电速度,它跟不上你输入信号的速度了。
高通滤波电路原理及作用
如果高频信号有低频噪声,就像下面这样
俗语:有用信号可能叠加了一个工频干扰
这时候我们要把高频的让它通过低频的我们不让它通过
高通滤波电路可以让“高频” 的信号通过,衰减“低频”的信号。这里高低频是一个相对的概念。