简短的答案:
当MCU功耗快速变化时,仅使用电容器即可提供功率。RC滤波器用于阻止不需要的高频信号。
回答:
两种不同的电路用于不同的目的。如您所说,电容器两端的电压不能立即改变。
我确定你知道
- MCU需要最低电压才能运行
- MCU在运行期间需要变化的电量
由于功率等于电压*电流(P = VI),并且电压必须恒定,因此功率的任何变化都会表现为电流的变化。
对于带有稳压器和MCU的假设设计:
模拟此电路 –使用CircuitLab创建的原理图
假设我们删除了C2:
模拟该电路
(很抱歉,对于各种示意图,我尚未为该示意图站点设置一个帐户,我需要继续重绘它)
如果为MCU提供电源的稳压器是完美的,并且没有寄生电感或走线电阻,则MCU将吸收变化的电流量,并且稳压器不会降低或升高其电压。不幸的是,在现实世界中,电路板看起来像这样:
模拟该电路
(快速说明:在这种情况下,可以将电感器视为高频电阻器)
由于电路板的寄生电感,走线电阻以及调节器无法响应电流汲取的事实会立即改变,因此电压会随着MCU分别汲取更多或更少的电流而下降和升高。
作为参考,这里是LM7805数据表的图表
ST 7805
这显示了随着负载的增加和减少,LM7805稳压输出电压的有限响应时间(底线中的三角形谷值和谷值)。如果调节器是完美的,那么当电流相对快速地增加或减少时,“电压偏差”就不会上升或下降。
我知道电感器起初可能会有些混乱,因此,为简单起见,您可以用电阻代替上面示意图中的电感器,并将两个电阻器加在一起,然后在调节器和MCU之间有一个电阻器。这很不好,因为V = IR,MCU汲取的电流越大,电阻两端的压降就越大。(当我谈论RC滤波器时,我将在下面解释该电阻的作用。
回到原始设计。旁路电容器应尽可能靠近MCU放置,以使电路板上发现的所有电感和电阻以及调节器无法立即响应的事实不会影响MCU上的电压电平。
对于您的第二个(RC)电路
模拟该电路
不应添加电阻器绕过MCU的原因是,电阻器两端的电压是相对于流经电阻器的电流而言的。这一点很重要,因为如果MCU工作在5V电压下并消耗10mA静态电流(不进行任何操作即可工作),则该电阻两端的压降为:
R * 10mA =压降
因此,如果您有一个50欧姆的电阻,则可能会下降0.5V,这可能会使您的MCU复位。
您在此处绘制的低通滤波器(例如RC滤波器)不利于供电,但对于滤除信号的高频分量很有用。
这对于使用ADC读取的信号非常有用,因为ADC只能以特定速率采样,因此,如果信号以大于高频信号的速率变化(实际上是奈奎斯特定理的 1/2倍))会显示为随机噪声,因此最好使用RC滤波器将其删除。
举例来说,您有一个ADC的采样率为10Khz
并且您想读取一个仅以1KHz的频率变化的模拟传感器,则可以设置RC滤波器以滤除大于5Khz的信号(您可能不想以1Khz开始滤波,因为RC滤波器的体积很小衰减量低于设计用于过滤的频率。
因此,要设计一个RC滤波器来实现此目的,可以使用以下电阻:
330欧姆和0.1uF的电容
如果您需要解决任何其他频率的问题,这是一个很棒的计算器:
真棒RC计算器
我希望我保持足够的话题性来回答您的问题。