耦合電容的原理、應用及電路詳細解析

　　電容可完成耦合、濾波、旁路、退耦、諧振、中和、補償等多種功能，其中，用于完成耦合功能的電容被稱(chēng)為耦合電容，本文主要詳細描述電容是如何實(shí)現耦合作用的，即耦合電容的原理是什么。

　　耦合電容定義

　　耦合電容，又稱(chēng)電場(chǎng)耦合或靜電耦合，是由于分布電容的存在而產(chǎn)生的一種耦合方式。耦合電容器是使得強電和弱電兩個(gè)系統通過(guò)電容器耦合并隔離，提供高頻信號通路，阻止低頻電流進(jìn)入弱電系統，保證人身安全。帶有電壓抽取裝置的耦合電容器除以上作用外，還可抽取工頻電壓供保護及重合閘使用，起到電壓互感器的作用。耦合方法有多種。

　　電容耦合原理

　　噪聲對信號傳遞過(guò)程產(chǎn)生影響的方式有多種，其耦合方式主要可以分為直接耦合、公共阻抗耦合、電容耦合、電磁感應耦合、輻射耦合、漏電耦合等等。其中，直接耦合是指干擾信號直接進(jìn)入信號傳遞系統中產(chǎn)生干擾；公共阻抗耦合是指由于兩電路有公共通路而對系統產(chǎn)生干擾；電容耦合是指由于分布電容的存在而產(chǎn)生的干擾現象；電磁感應耦合是指電場(chǎng)與磁場(chǎng)之間相互影響而產(chǎn)生的耦合現象。

　　在直流電路中，電容相當于斷路，電流無(wú)法通過(guò)；而在交流電路中，隨著(zhù)電容一腳的電壓逐步升高，與該腳相連的電極板上所聚集電荷也逐步增多，隨著(zhù)電壓逐步降低，相應電極板上所聚集的電荷也逐漸減少，這整個(gè)過(guò)程中電容實(shí)際上沒(méi)有電流通過(guò)，卻看似有電流通過(guò)，因此耦合電容在交流電路中可以這種方式來(lái)近似完成電流由前一級至后一級的傳遞。

　　耦合電容的應用和電路圖解析

　　該圖是耦合電容電路的模型框圖。我們在電路分析中會(huì )經(jīng)常遇見(jiàn)耦合電容。它的作用是將前級的信號盡最大努力無(wú)損地加到后級電路中，同時(shí)有可能去掉不需要的信號。根據電容的特性可知，該耦合的過(guò)程就是將有用的交流信號從前級加到后級，而阻止其中的直流信號。這也是該類(lèi)型電路的一般分析思路。

　　接下來(lái)是以一具體的電路來(lái)分析其工作原理，如圖1所示：

　　這是兩級的放大電路，耦合電容經(jīng)常出沒(méi)的地方。為了便于分析，把從A點(diǎn)向TV2看的輸入電阻Rin與耦合電容C1構成的分壓電路圖給出，如圖2所示：

　　根據圖2與分壓的原理可知，當Rin很大，C1容抗（1/ωC1）很小時(shí)，該耦合電路對信號幾乎無(wú)衰減地加到后級TV2.

　　對于低頻來(lái)說(shuō)，Rin不變時(shí)，增大C1的容值，即C1容抗減小，這時(shí)信號的衰減也隨著(zhù)減小。但是C1并不能無(wú)限制的增大，當大到一定程度時(shí)，會(huì )增大耦合電容漏電，這是一種電路噪聲，是我們不愿接受的。當然可以通過(guò)提高輸入電阻Rin來(lái)改善電路的低頻特性。

　　如果電路工作的頻率很高，那么C1值可以取得小一些。在多級放大電路中，前級的耦合電容也可以取得小一些。

　　最后來(lái)說(shuō)說(shuō)耦合電容去除無(wú)用信號的作用。我們知道圖1中的電路若要正常穩定工作的話(huà)，就要保證其靜態(tài)工作點(diǎn)的穩定?？梢?jiàn)耦合電容C1在其中就是把兩邊直流隔開(kāi)，以確保兩邊的直流偏置不相互影響從而是電路處于正常工作狀態(tài)。即凡是電路中見(jiàn)到了耦合電容，那么前級與后級之間的直流成分是彼此獨立的。