常用数电模电知识

电容降压的工作原理

电容降压的工作原理并不复杂。他的工作原理是利用电容在一定的交流信号频率下产生的容抗来限制最大工作电流。例如,在50Hz的工频条件下,一个1uF的电容所产生的容抗约为3180欧姆。当220V的交流电压加在电容器的两端,则流过电容的最大电流约为70mA。虽然流过电容的电流有70mA,但在电容器上并不产生功耗,应为如果电容是一个理想电容,则流过电容的电流为虚部电流,它所作的功为无功功率。根据这个特点,我们如果在一个1uF的电容器上再串联一个阻性元件,则阻性元件两端所得到的电压和它所产生的功耗完全取决于这个阻性元件的特性。

　　例如,我们将一个110V/8W的灯泡与一个1uF的电容串联,在接到220V/50Hz的交流电压上,灯泡被点亮,发出正常的亮度而不会被烧毁。因为110V/8W的灯泡所需的电流为8W/110V=72mA,它与1uF电容所产生的限流特性相吻合。同理,我们也可以将5W/65V的灯泡与1uF电容串联接到220V/50Hz的交流电上,灯泡同样会被点亮,而不会被烧毁。因为5W/65V的灯泡的工作电流也约为70mA。因此,电容降压实际上是利用容抗限流。而电容器实际上起到一个限制电流和动态分配电容器和负载两端电压的角色。

　　下图为阻容降压的典型应用，C1为降压电容，R1为断开电源时C1的泄放电阻，D1为半波整流二极管，D2在市电的负半周为C1提供放电回路，否则电容C1充满电就不工作了，Z1为稳压二极管，C2为滤波电容。输出为稳压二极管Z1的稳定电压值。

　　在实际应用中，可以用下图代替上图，这里用了Z1正向特性和反向特性，其反向特性(也就是其稳压特性)来稳定电压，其正向特性用来在市电负半周给C1提供放电回路。

　　在较大电流的应用中，可以用全波整流。如下图：

　　在小电压全波整流输出时，最大输出电流即为：

　　容抗：Xc=1/(2πfC)

　　电流：Ic = U/Xc=2πfCU

采用电容降压时应注意以下几点：

　　1、根据负载的电流大小和交流电的工作频率选取适当的电容,而不是依据负载的电压和功率。

　　2、限流电容必须采用无极性电容,绝对不能采用电解电容。而且电容的耐压须在400V以上。最理想的电容为铁壳油浸电容。

　　3、电容降压不能用于大功率条件,因为不安全。

　　4、电容降压不适合动态负载条件。

　　5、同样,电容降压不适合容性和感性负载。

　　6、当需要直流工作时,尽量采用半波整流。不建议采用桥式整流。而且要满足恒定负载的条件。

低通滤波

低通滤波(Low-pass filter) 是一种过滤方式，规则为低频信号能正常通过，而超过设定临界值的高频信号则被阻隔、减弱。但是阻隔、减弱的幅度则会依据不同的频率以及不同的滤波程序（目的）而改变。

高通滤波

规则为高频信号能正常通过，而低于设定临界值的低频信号则被阻隔、减弱。但是阻隔、减弱的幅度则会依据不同的频率以及不同的滤波程序（目的）而改变。

 

电容的基本作用

1.滤波，储能

https://zhuanlan.zhihu.com/p/51761646

 去耦电容和旁路电容 

在电子电路中，去耦电容和旁路电容都是起到抗干扰的作用，电容所处的位置不同，称呼就不一样了。对于同一个电路来说，旁路（bypass）电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象，把前级携带的高频杂波滤除，而去耦（decoupling）电容也称退耦电容，是把输出信号的干扰作为滤除对象。去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方，用来消除自激，使放大器稳定工作。

去耦电容在pcb板中的应用

反向衰减器

同向电压跟随器

最近因绘制电路板需要，学习模电运放相关知识，总结一下同向比例放大电路的使用。

上图为电路连接示意图，其中u1通过R2接入运放同向输入端，为输入电压，u0为放大之后的电压输出，Rf为反馈电阻，R1接反向输入短同时接AGND。 

输出输入电压关系为uo=u1x（Rf/R1），即放大倍数（增益）为1+Rf与R1的比值。

R2阻值大小=Rf与R1并联阻值大小。

引入R2是为了把基级偏执电流产生的失调减小，

使用需注意以下几点：

1.一般情况下放大倍数恒大于1，当Rf为0或无穷时，此时增益为1，称为电压跟随器。

2.同向比例放大电路为深度电压串联负反馈电路，不存在“虚地”，u+=u-=u1，其输入端可能需要承受较高的共模输入电压（反向有虚地）

3.此电路输入电阻很高，输出电阻很低。

同向比例放大电路常和分压电路搭配使用，用于检测某一分压电阻上电压变化，也可用作传感器电路。