把从A点向TV2看的输入电阻Rin与耦合电容C1构成的

 电容器作用     |      2019-07-16 19:08

  电容可完成耦合、滤波、旁路、退耦、谐振、中和、补偿等多种功能,其中,用于完成耦合功能的电容被称为耦合电容,本文主要详细描述电容是如何实现耦合作用的,即耦合电容的原理是什么。

  耦合电容,又称电场耦合或静电耦合,是由于分布电容的存在而产生的一种耦合方式。耦合电容器是使得强电和弱电两个系统通过电容器耦合并隔离,提供高频信号通路,阻止低频电流进入弱电系统,保证人身安全。带有电压抽取装置的耦合电容器除以上作用外,还可抽取工频电压供保护及重合闸使用,起到电压互感器的作用。耦合方法有多种。

  噪声对信号传递过程产生影响的方式有多种,其耦合方式主要可以分为直接耦合、公共阻抗耦合、电容耦合、电磁感应耦合、辐射耦合、漏电耦合等等。其中,直接耦合是指干扰信号直接进入信号传递系统中产生干扰;公共阻抗耦合是指由于两电路有公共通路而对系统产生干扰;电容耦合是指由于分布电容的存在而产生的干扰现象;电磁感应耦合是指电场与磁场之间相互影响而产生的耦合现象。

  在直流电路中,电容相当于断路,电流无法通过;而在交流电路中,随着电容一脚的电压逐步升高,与该脚相连的电极板上所聚集电荷也逐步增多,随着电压逐步降低,相应电极板上所聚集的电荷也逐渐减少,这整个过程中电容实际上没有电流通过,却看似有电流通过,因此耦合电容在交流电路中可以这种方式来近似完成电流由前一级至后一级的传递。

  该图是耦合电容电路的模型框图。我们在电路分析中会经常遇见耦合电容。它的作用是将前级的信号尽最大努力无损地加到后级电路中,同时有可能去掉不需要的信号。根据电容的特性可知,该耦合的过程就是将有用的交流信号从前级加到后级,而阻止其中的直流信号。这也是该类型电路的一般分析思路。

  这是两级的放大电路,耦合电容经常出没的地方。为了便于分析,把从A点向TV2看的输入电阻Rin与耦合电容C1构成的分压电路图给出,如图2所示:

  根据图2与分压的原理可知,当Rin很大,C1容抗(1/ωC1)很小时,该耦合电路对信号几乎无衰减地加到后级TV2.

  对于低频来说,Rin不变时,增大C1的容值,即C1容抗减小,这时信号的衰减也随着减小。但是C1并不能无限制的增大,当大到一定程度时,会增大耦合电容漏电,这是一种电路噪声,是我们不愿接受的。当然可以通过提高输入电阻Rin来改善电路的低频特性。

  如果电路工作的频率很高,那么C1值可以取得小一些。在多级放大电路中,前级的耦合电容也可以取得小一些。

  最后来说说耦合电容去除无用信号的作用。我们知道图1中的电路若要正常稳定工作的话,就要保证其静态工作点的稳定。可见耦合电容C1在其中就是把两边直流隔开,以确保两边的直流偏置不相互影响从而是电路处于正常工作状态。即凡是电路中见到了耦合电容,那么前级与后级之间的直流成分是彼此独立的。