首先簡單說一下電容的標(biāo)稱值;它是電容器上標(biāo)注的該電容的各種參數(shù),標(biāo)準(zhǔn)單位是F(法拉),常用的其它單位還有:毫法(mF)、微法(uF)、納法(nF)、皮法(pF),由于單位F 的容量太大,所以人們平時(shí)看到的一般都是μF、nF、pF的單位.換算關(guān)系:1F=1000000μF,1μF=1000nF=1000000pF。 還有允許誤差(表示標(biāo)稱容量與實(shí)際容量之差,再除以標(biāo)稱值所得的百分比。通常電容器的允許誤差分別8個(gè)等級(jí))。 耐壓值,它指電容在電路中長期有效工作而不會(huì)被擊穿所能承受的最大交直流電壓。
電容的耐壓值與制造時(shí)所用的介質(zhì)材料有關(guān)。 值得注意的是電容在電路中實(shí)際承受的電壓切不可超過其耐壓值,否則電容器會(huì)被擊穿損壞,甚至出現(xiàn)爆裂。在濾波電路中耐壓值不可小于交流有效值的√2倍,此外使用電解電容時(shí),尤其注意其正、負(fù)極不可接錯(cuò)。 不同電路中,應(yīng)選用不同類型的電容器。
對(duì)于電源濾波和放大器中耦合、退耦電路,選用電解電容器。對(duì)于高頻電路和高壓電路,選用瓷介電容和云母電容器。
對(duì)于諧振電路,宜用云母電容、陶瓷電容器和有機(jī)薄膜電容器。對(duì)于隔直電路,最好選用滌綸電容、云母和陶瓷電容器。
對(duì)于諧振回路可選用空氣電容、云母電容、高頻陶瓷電容、小型密封可變電容器等。 一般都標(biāo)注在電容器上。它有二種標(biāo)識(shí)法,一種為直讀標(biāo)識(shí),另一種為顏色標(biāo)識(shí)法(黑o、棕1.、紅2、橙3、黃4、綠5、藍(lán)6、紫7、灰8、白9)。
常用電容分為高頻旁路電容、低頻旁路電容、濾波電容、可變電容、高頻耦合電容、低頻耦合電容等等。 在要求不高的電路中,通常無需考慮電容器的允許誤差。但對(duì)于振蕩電路和延時(shí)電路,它就要考慮允許誤差盡可能小于5%以下。對(duì)于低頻耦合電路,其中的電容器允許誤差則可稍大一些10~20%。
若電路要求不高,則應(yīng)盡量選用電解電容。對(duì)于電子板體積較小,可選用鉭電解電容器。此外對(duì)于長時(shí)間積分電路,鉭電解電容也是首選,因?yàn)樗穆╇娦 ?對(duì)于電源濾波電路,可根據(jù)具體的電路要求來選擇。例如,因?yàn)榫性電源濾波的脈沖電流較小、頻率較低,則它對(duì)電容器的要求較低,因此可采用電解電容器與非電解電容器并聯(lián)方式;其中電解電容的作用是濾除低頻交流信號(hào),非電解電容器的作用則是濾除高頻交流信號(hào)。在50HZ、常溫條件下,鋁電解電容器的容量與輸出電流的關(guān)系基本可以按照1000uF/1A來計(jì)算。對(duì)于溫度范圍較寬或者要求波紋系數(shù)較小的電路,電容量需成倍增大或直接改變電路的濾波原理(如LC濾波)。
對(duì)于線性電源的電容器耐壓值,通常需要在設(shè)計(jì)階段預(yù)留40%即可。對(duì)于外部電源電壓波動(dòng)較大的電路,需要根據(jù)最大電壓值來考慮預(yù)留耐壓值的范圍。 而在開關(guān)電源中,由于電路中脈動(dòng)電流較大,頻率較高,這些電路中對(duì)電容器的要求較高。通常需要電容器的損耗角較小,可以通過并聯(lián)多個(gè)電容器的方法來降低電容器的內(nèi)阻,這樣它可適應(yīng)用于高頻脈動(dòng)電流較大的電路中,并且電容器的發(fā)熱量在一定范圍內(nèi)可控,減小了因它發(fā)熱而對(duì)電路中其它元件的影響。
對(duì)于大規(guī)模高頻、高速集成電路(如高速DSP求FPGA等芯片),它對(duì)其中的電容器要求較高,需要其電壓在1~1.5V(允許波紋600mV以內(nèi)),l/o電壓在1.8~3.3V(允許波紋在360mv以內(nèi)),并且采用幾十個(gè)電源引腳。這就需要每個(gè)電源引腳以一個(gè)貼片高頻電容器在靠近引腳處焊接,達(dá)到濾波的目的。
再來簡單說一下電阻。電阻的種類繁多,但其功能都一樣。常用的電阻器有碳膜電阻器、金屬膜電阻器、金屬氧化膜電阻器、玻璃釉電阻器、合成碳膜電阻器、線繞電阻器、排電阻器等等。 電阻的標(biāo)稱值是指表面所標(biāo)注的電阻值。
它是根據(jù)國家制定的標(biāo)準(zhǔn)系列來標(biāo)注的,而不是生產(chǎn)者隨意添加的。在電路設(shè)計(jì)時(shí),電阻器阻值的選擇必須在國家規(guī)定的范圍之內(nèi)。(常用的阻值系列分三類;E一24、E一12、E一6,其中E一24的允許誤差為±5%,誤差等級(jí)為I級(jí),是這三個(gè)系列產(chǎn)品中最好的)。
打個(gè)比方吧,例如E一24系列中的2.7,它就包含了2.7Ω、27Ω、270Ω、2.7k、27K、270K……等。實(shí)際設(shè)計(jì)電子電路時(shí),電阻值可以選擇相近阻值的電阻器作為替代。 電阻器阻值標(biāo)注通常冇直標(biāo)表示法、文字符號(hào)話、色環(huán)標(biāo)注法及數(shù)碼標(biāo)示法4種。 常用的色環(huán)所代表的數(shù)值(棕1、紅2、橙3、黃4、綠5、藍(lán)6、紫7、灰8、白9、黑0),其中色環(huán)標(biāo)注有四色環(huán)和五色環(huán)。
對(duì)于初學(xué)電子工作者來說,這是小菜一碟,無需多說。 電阻器由于生產(chǎn)水平與工藝的差異,電阻器的實(shí)際阻值與標(biāo)稱阻值之間不可避免存在一定的誤差,這種誤差稱為電阻器的允許誤差。國家規(guī)定了誤差等級(jí)有三個(gè)級(jí)。丨級(jí)誤差為±5%,而對(duì)于精密電阻器其中誤差則為±1%、±0.5%,允許誤差越小,則電阻器的精度等級(jí)越高。 標(biāo)稱功率;它解釋為,有電流流經(jīng)電阻時(shí),電阻器散發(fā)熱量并產(chǎn)生消耗功率。而電阻一但發(fā)熱,其阻值會(huì)發(fā)生微小變化,若電流過大,則電阻會(huì)嚴(yán)重發(fā)燙、燒焦甚至損壞。為了衡量電阻器的散熱情況,人們引入了電阻器的耐熱功率、額定功率、標(biāo)稱功率等概念。而額定功率是(P=丨×U P=丨² P=U²/R)。常見標(biāo)稱功率有1/16W、1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W、10W、15W、25W等等。
在電子電路中對(duì)于小信號(hào)的電路中道常采用1/8W電阻器,在微電子產(chǎn)品中則常使用1/16w電阻器或貼片式電阻器。 實(shí)際選用電阻器時(shí),也要根據(jù)該電阻器在電路中的作用等系列功能來留有一定的功率余量,即電阻的標(biāo)稱功率應(yīng)大于它在電路中實(shí)際功率2倍以上。例如,實(shí)際功率為1/4w,則應(yīng)選擇1/2W的電阻器。實(shí)際功率為2W,則應(yīng)選用5w電阻器。這樣可避免電阻過熱而引起的阻值變化或燒毀事故。另外電阻器溫度低也有利于減小相應(yīng)的熱噪聲。 還要正確的選擇電阻器的極限電壓。極限電壓是每個(gè)電阻器都具有的參數(shù),若實(shí)際電路電壓超出了電阻的極限電壓值,即便滿足功率要求,電阻仍然會(huì)被電壓擊穿而損壞。下面公式為電阻器的計(jì)算公式U=√PR。 還要根據(jù)電路特點(diǎn)來選用電阻器。例如在高頻電路中(電視機(jī)、DVD機(jī)激光頭電路、調(diào)頻收音機(jī)等)宜選用RJ型金屬膜電阻或RJ10型精密金屬膜電阻。 在要求穩(wěn)定較高的電路(如功率放大器、偏置電路、取樣電路等)中,應(yīng)選用溫度系數(shù)小的電阻(如金屬氧化膜電阻、碳膜電阻等)。 還要根據(jù)電路中工作頻率來選擇。高頻電路要求電阻的分布參數(shù)越小越好,即電阻的分布電感應(yīng)盡量可能小一些。低頻電路工證頻率較小,它對(duì)電阻的分布參數(shù)要求不高,可供它選擇的電阻器范圍較大。 根據(jù)電路的溫度穩(wěn)定性要求來選擇。例如,在退耦電路中,電阻的阻值變化對(duì)電路的影響不大。而在穩(wěn)壓電路中,電阻阻值的任何細(xì)微變化都會(huì)引起輸出電壓的波動(dòng)。
還要根據(jù)電阻囂安裝位或工作環(huán)境溫度條件來合理選擇電阻器。這二個(gè)條件在本人的實(shí)際工作中太重要了,由于公司有嚴(yán)格的技術(shù)保密制度,我只能提示一下,不宜作細(xì)節(jié)性的描寫,要不然我在頭條賺一次性打火機(jī)的錢,丟掉飯碗因小失大。
順便再說一下電感器。電感器的主要參數(shù)有
①電感量與允許誤差。電感量的大小取決于線圈的匝數(shù)、繞制方式以及磁芯的材料等因素。即線圈匝數(shù)越多,繞制線圈的集中程度越大,則電感量越大。線圈中有磁芯的比沒有磁芯的線圈的電感量大,磁芯磁導(dǎo)率大則電感量大,線圈的面積越大,則電感量越大。 電感量的單位是H(亨利),常用的單位還有毫亨(mH)和微亨(uH。)。在電路中所用電感量的大小是根據(jù)線圈在電路中的用途來決定。例如在短波諧振電路中,其電感線圈的電感量僅為幾微亨,而中波諧振中要幾百微亨,而在電源整流濾波電路中電感量要求要達(dá)到1~30亨。它的允許誤差也是根據(jù)它在電路中的任務(wù)來定的,要求越高的電路,它的允許誤差必然要小。
②品質(zhì)因數(shù)。它表明電感器質(zhì)量的一個(gè)參數(shù),用字母Q表示,Q值的大小表明電感器損耗的大小。Q值越高功率損耗越小。
③標(biāo)稱電流(工作時(shí)通過電感器的額定電流)。它正常工作時(shí),不超過它額定電流時(shí)都能長期工作,若通過它的工作電流大于額定電流時(shí),則它會(huì)因發(fā)熱而改變其原有參數(shù),嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)粺龤щ姼衅鳌?SPAN>
④分布電容。線圈的匝與匝之間存在電容,線圈與地之間和線圈與屏蔽盒之間也存在電容,這些電容稱為分布電容。這些分布電容在直流和低頻條件下,制約導(dǎo)線本身的電阻不會(huì)太大,其對(duì)電路工作影響不大。若花高頻電路中則不然,它會(huì)引起工作在某一頻率時(shí)電路,容抗感抗在數(shù)值上達(dá)到相等時(shí),出現(xiàn)諧振現(xiàn)象。 電感器標(biāo)注法有直標(biāo)法和色標(biāo)法兩種。讀法與電阻、電容一樣,這里就不多說了。
信息來源:宗盛源