耦合电容(Coupling Capacitor)
作用:在电路中传递交流信号,同时隔离直流分量,确保前后级电路的直流工作点互不影响。
核心特性
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隔直通交
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允许交流信号通过,阻断直流偏置电压(如放大器的级间耦合)。
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例如:音频信号传输中,用耦合电容滤除直流偏移,只保留声音波形。
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容值选择
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低频信号(如音频20Hz~20kHz):需大电容(1μF~10μF),避免低频衰减。
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高频信号(如射频):小电容(几pF~nF)即可,容抗(XC=12πfCXC=2πfC1)需远小于负载阻抗。
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低漏电 & 低失真
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优先选薄膜电容(如聚酯、聚丙烯)或陶瓷电容(NP0/C0G材质),避免电解电容(漏电流大,高频性能差)。
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典型应用
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放大器级间耦合
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隔离前后级的直流偏置电压,仅传递交流信号(如运放输入/输出端串联电容)。
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信号输入/输出隔离
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例如:麦克风电路输入端的耦合电容,防止外部直流干扰影响偏置。
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高通滤波器
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与电阻构成RC高通网络,截止频率 fc=12πRCfc=2πRC1。
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设计注意事项
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容抗影响:
信号频率越低,所需电容越大(XC↑XC↑ 可能衰减信号)。 -
极性:
电解电容需注意正负极(铝电解/钽电容),陶瓷/薄膜电容无极性。 -
寄生参数:
高频时需考虑电容的等效串联电感(ESL),避免自谐振。
耦合电容 vs 退耦电容
特性 | 耦合电容 | 退耦电容 |
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作用 | 传递交流,隔离直流 | 滤除噪声,稳定电源 |
连接方式 | 串联在信号路径中 | 并联在电源与地之间 |
容值范围 | 取决于信号频率(nF~μF) | 高频0.1μF,低频10μF+ |
关键参数 | 低漏电、低失真 | 低ESR、低ESL |
一句话总结:耦合电容是信号的“交流门卫”,精准放行有用信号,拦截直流干扰。容值、频率响应、寄生参数是选型关键。