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為耦合電容，本文主要詳細描述電容是如何實現耦合作用的，即耦合電容的原理是什么。

　　耦合電容定義

　　耦合電容，又稱電場耦合或靜電耦合，是由于分布電容的存在而產生的一種耦合方式。耦合電容器是使得強電和弱電兩個系統通過電容器耦合并隔離，提供高頻信號通路，阻止低頻電流進入弱電系統，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

　　噪聲對信號傳遞過程產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入信號傳遞系統中產生干擾；公共阻抗耦合是指由于兩電路有公共通路而對系統產生干擾；電容耦合是指由于分布電容的存在而產生的干擾現象；電磁感應耦合是指電場與磁場之間相互影響而產生的耦合現象。

　　在直流電路中，電容相當于斷路，電流無法通過；而在交流電路中，隨著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，這整個過程中電容實際上沒有電流通過，卻看似有電流通過，因此耦合電容在交流電路中可以這種方式來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經常遇見耦合電容。它的作用是將前級的信號盡最大努力無損地加到后級電路中，同時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。這也是該類型電路的一般分析思路。

　　接下來是以一具體的電路來分析其工作原理，如圖1所示：

　　這是兩級的放大電路，耦合電容經常出沒的地方。為了便于分析，把從A點向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，該耦合電路對信號幾乎無衰減地加到后級TV2.

　　對于低頻來說，Rin不變時，增大C1的容值，即C1容抗減小，這時信號的衰減也隨著減小。但是C1并不能無限制的增大，當大到一定程度時，會增大耦合電容漏電，這是一種電路噪聲，是我們不愿接受的。當然可以通過提高輸入電阻Rin來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。

　　最后來說說耦合電容去除無用信號的作用。我們知道圖1中的電路若要正常穩定工作的話，就要保證其靜態工作點的穩定。可見耦合電容C1在其中就是把兩邊直流隔開，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。即凡是電路中見到了耦合電容，那么前級與后級之間的直流成分是彼此獨立的。