电容器的8个典型应用电路,值得一看

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电容复位电路

图5-31所示为电容复位电路,A1是CPU集成电路,A1的①引脚是集成电路A1的复位引脚,复位引脚一般用RESET表示,①引脚内部电路和外部电路中元器件构成复位电路,C1是复位电容,S1是手动复位开关。集成电路A1的①引脚内电路有一个施密特触发器和一只上拉电阻R1,R1端接直流电压,另一端通过A1的①引脚与外部电路中的电容C1相连。

电容复位电路

图5-31 电容复位电路

此复位电路的工作原理:电路的电源开关接通后,+5V直流电压通过电阻R1对电容C1充电,这样在电源接通瞬间,电容C1两端没有电压,随着对电容C1的充电,集成电路A1的①引脚上电压开始升高,这样在A1的①引脚上产生一个时间足够长的复位脉冲,时间常数一般为0.2s。

随着+5V直流电压充电的进行,A1的①引脚上的电压达到了一定程度,集成电路A1内部所有电路均可建立起初始状态,复位工作完成,CPU进入初始的正常工作状态。

高频负反馈电容电路

图5-32所示为音频放大器的高频负反馈电容电路,电路中VT1构成了一级音频放大器系统,C1是高频负反馈电容,它利用电容的隔直阻交原理,来消除可能出现的高频自激。

图5-32 高频负反馈电容电路


图5-32 高频负反馈电容电路

电路中配备的电容容量要非常小,C1接在VT1的基极与集电极之间,将VT1管从集电极输出的信号加到基极上。晶体管VT1集电极上的交流信号相位为正,而基极信号为负,两极上的电信号相位正好相反。正因为如此,构成了负反馈电路。

电路中电容只对频率比较高的信号呈现通路,而对频率比较低的信号呈现开路,因此C1只对容易产生高频啸叫信号进行负反馈,以达到消除高频啸叫声音的目的。

静噪电容电路

图5-33所示为电子音量电位器中的静噪电容电路,C1是静噪电容,一般采用有极性电解电容,RP1是变阻器。

静噪电容电路

图5-33 静噪电容电路

压控增益器是一种放大倍数受直流电压大小控制的放大器,输入信号Ui大小一定时,如果①引脚上直流电压大小变化,输出信号Uo大小随之改变,这就是电子音量控制器工作的基本原理。

RP1是音量控制电位器,但是它与普通的音量电位器工作原理不同,RP1中不流过音频信号,当RP1动片上下滑动时,压控增益器的①引脚上的直流电压大小在改变,以此实现对音量的控制。

电容C1的工作原理:RP1动片上是直流电压,如果RP1动片滑动过程中出现一种交流干扰信号,这一交流信号叠加到直流电压上,加到压控增益器的①引脚上,使直流电压大小发生波动,结果出现音量控制过程中的噪声。在加入静噪电容C1后,RP1上的任何交流噪声都被C1旁路到地线,因为C1容量大,对这些交流噪声的容抗很小,达到消除音量电位器转动噪声的目的。

音频阻容耦合电路

图5-34所示为音频阻容耦合电路,电路中C1是音频耦合电容,它夹在前级放大器和后级放大器之间,在这种电路中一般采用电容量较大的电解电容。

音频阻容耦合电路

图5-34 音频阻容耦合电路

电路中电阻R1是后级放大器的输入电阻,输入电压不能直接看出来。耦合电容是一只有极性的电解电容,它在正极须要接电路中的高电位,所以该电容的正极通过电阻接在了前级放大器的输出端。

电路中,如果耦合电容的极性接反了,耦合电容的漏电电流将会增大,放大器的噪声就会增大。而电路中的电阻R1只是为了限制电流,防止出现高频自激现象。

纯电容串联电路的等效分析

电路中的电子元件只有电容的电路叫做纯电容电路。纯电容串联电路与纯电阻串联电路有一些共性,但是由于电容与电阻的特性不同,所以纯电容串联电路与电阻串联电路的特性也有所不同。

电容串联电路的分析可以进行电阻等效,其等效原理和理解方法与电容等效成电阻的方法一样,在特性频率下电容的容抗等效成一只特定的电阻。图5-35所示为电容串联等效电路。

电容串联等效电路

图5-35 电容串联等效电路

电容串联电路有以下几个特性:电容串联电路中,由于电容只能通交流,所以电路中只有交流电流,而且电流大小处处相等。电容串联电路中,电容串联得越多,它的等效总电容量越小、总容抗越大,而且电容串联电路的总电容小于串联电路中任何一个电容的容量,这与电阻并联的计算相似。电容串联电路中电容量最小的电容首先被充满电和首先放完电,所以电容量最小的电容起主要作用。

有极性电解电容逆串联电路和顺串联电路

如图5-36所示是有极性电解电容逆串联电路和顺串联电路及其等效电路。

逆串联电路就是有极性的电容正极相连或者负极相连,而它们的等效电容就是一个无极性的电容。顺串联电容电路就是两个电容的正极和负极相连,其等效电容还是一个有极性的电容。而逆串联的目的主要是将有极性电解电容变成无极性电解电容。顺串联电路主要用于提高电容耐压上,在电子管电路中使用这种串联电路。

有极性电解电容逆串联电路和顺串联电路及其等效电路

图5-36 有极性电解电容逆串联电路和顺串联电路及其等效电路

电容并联电路主要特性

图5-37所示为电容并联电路,其电路形式与电阻并联电路一样。电路中的电容器C1与C2并联。由于电容器本身的特性决定了这一电路也有它自己的一些不同于电阻并联电路的特性。

电容并联电路

图5-37 电容并联电路

电容并联电路有以下几个特点:电路中并联的电容越多,那么等效的总电容量就越大,这与电阻串联电路相似,总容量就是电路中的每个串联电容的容量之和。在电容并联电路中,交流信号电流将分别流过电容C1和C2,在同样的交流信号下,信号的频率越高,流过各并联电容的交流电流越大。在电容支路中,容量大的电容因为容抗小而电流大,容量小的电容因为容抗大而电流小。电容C1和C2是并联的,这样这两个电容器将接在同一个交流信号源电路中,因此加在C1和C2上交流信号的频率是相同的,而且加在各并联电容器上的交流信号电压大小也是一样的。

电容并联电路中,由于流过各电容的电流可能不相等(只有两个电容器的容量相等时,其电流才相等),因此对各并联电容的充电电荷量可能不相等,容量大的电容因充电电流大而充到的电荷多。对一个电容器的充电电荷多少,与对该电容器的充电电流大小成正比关系。实际大容量的电容不可能成为一个纯电容,它还存在着感抗的特性,从而造成对高频信号的阻抗增大。

电容并联电路的等效分析

电容并联电路可以等效为电阻并联电路,电容的其他电路也可以进行同样的等效,虽然电容并联电路可以等效为电阻并联电路,但是等效后的电路不能完全按照电阻并联电路进行分析。所以需要注意以下几方面:

1)由于是电容器的等效电路,因此这里的等效电阻,并不是实际意义上的电阻器,而是电容器的容抗。所以电路中还是不会有直流电流通过。

2)这种电阻电路的等效方法,往往只是在分析电容器阻碍电路中交流电流流动时才用,其他元器件进行电阻电路的等效也是这种情况下的等效。

3)在考虑电路中电容的容抗大小时,电路分析中往往只需要进行相对大小的分析。电路中,一般情况下并不需要进行定量的分析。

文章转载自:电子工程师小李

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