關(guān)于濾波電容、去耦電容、旁路電容的作用

1、關(guān)于濾波電容、去耦電容、旁路電容的作用濾波電容用在電源整流電路中，用來(lái)濾除交流成分。使輸出的直流更平滑。去耦電容用在放大電路中不需要交流的地方，用來(lái)消除自激，使放大器穩(wěn)定工作。旁路電容用在有電阻連接時(shí)，接在電阻兩端使交流信號(hào)順利通過(guò)。1. 關(guān)于去耦電容蓄能作用的理解1） 去耦電容主要是去除高頻如RF信號(hào)的干擾，干擾的進(jìn)入方式是通過(guò)電磁輻射。而實(shí)際上，芯片附近的電容還有蓄能的作用，這是第二位的。你可以把總電源看 作密云水庫(kù)，我們大樓內(nèi)的家家戶(hù)戶(hù)都需要供水，這時(shí)候，水不是直接來(lái)自于水庫(kù)，那樣距 離太遠(yuǎn)了，等水過(guò)來(lái)，我們已經(jīng)渴的不行了。實(shí)際水是來(lái)自于大樓頂上的水塔，水塔其實(shí)是一個(gè)buffer的作用。

2、如果微觀來(lái)看，高頻器件在工作的時(shí)候，其電流是不連續(xù)的，而且頻 率很高，而器件 VCC到總電源有一段距離，即便距離不長(zhǎng)，在頻率很高的情況下，阻抗Z=i*wL+R，線(xiàn)路的電感影響也會(huì)非常大，會(huì)導(dǎo)致器件在需要電流的時(shí)候，不能被及時(shí)供給。而去耦電容可以彌補(bǔ)此不足。這也是為什么很多電路板在高頻器件VCC管腳處放置小電容的原因之一（在 VCC引腳上通常并聯(lián)一個(gè)去藕電容，這樣交流分量就從這個(gè)電容接地。）2）有源器件在開(kāi)關(guān)時(shí)產(chǎn)生的高頻開(kāi)關(guān)噪聲將沿著電源線(xiàn)傳播。去耦電容的主要功能就 是提供一個(gè)局部的直流電源給有源器件，以減少開(kāi)關(guān)噪聲在板上的傳播和將噪聲引導(dǎo)到地2旁路電容和去耦電容的區(qū)別去耦：去除在器件切換時(shí)從高

3、頻器件進(jìn)入到配電網(wǎng)絡(luò)中的RF能量。去耦電容還可以為器件提供局部化的 DC電壓源，它在減少跨板浪涌電流方面特別有用。旁路：從元件或電纜中轉(zhuǎn)移出不想要的共模RF能量。這主要是通過(guò)產(chǎn)生 AC旁路消除無(wú)意的能量進(jìn)入敏感的部分，另外還可以提供基帶濾波功能（帶寬受限）。我們經(jīng)?？梢钥吹?，在電源和地之間連接著去耦電容，它有三個(gè)方面的作用：一是作為本集成電路的蓄能電容；二是濾除該器件產(chǎn)生的高頻噪聲，切斷其通過(guò)供電回路進(jìn)行傳播的通路；三是防止電源攜帶的噪聲對(duì)電路構(gòu)成干擾。在電子電路中，去耦電容和旁路電容都是起到抗干擾的作用，電容所處的位置不同，稱(chēng)呼就不一樣了。對(duì)于同一個(gè)電路來(lái)說(shuō)，旁路（ bypass ）電容是把

4、輸入信號(hào)中的高頻 噪聲作為濾除對(duì)象，把前級(jí)攜帶的高頻雜波濾除，而去耦（decoupling ）電容也稱(chēng)退耦電容， 是把輸出信號(hào)的干擾作為濾除對(duì)象。在大電容旁并聯(lián)一個(gè)小電容的原因大電容由于容量大，所以體積一般也比較大，且通常使用多層卷繞的方式制作，這就 導(dǎo)致了大電容的分布電感比較大（也叫等效串聯(lián)電感，英文簡(jiǎn)稱(chēng)ESL ）。大家知道，電感對(duì)高頻信號(hào)的阻抗是很大的，所以，大電容的高頻性能不好。而一些小容量電容則剛剛相反， 由于容量小，因此體積可以做得很?。s短了引線(xiàn)，就減小了ESL，因?yàn)橐欢螌?dǎo)線(xiàn)也可以看成是一個(gè)電感的），而且常使用平板電容的結(jié)構(gòu)，這樣小容量電容就有很小ESL這樣它就具有了很好的高頻性能

5、，但由于容量小的緣故，對(duì)低頻信號(hào)的阻抗大。所以，如果我們?yōu)?了讓低頻、高頻信號(hào)都可以很好的通過(guò)，就采用一個(gè)大電容再并上一個(gè)小電容的方式。常使 用的小電容為 O.luF的瓷片電容，當(dāng)頻率更高時(shí)，還可并聯(lián)更小的電容，例如幾pF，幾百pF的。而在數(shù)字電路中，一般要給每個(gè)芯片的電源引腳上并聯(lián)一個(gè)O.luF的電容到地（這個(gè)電容叫做退耦電容，當(dāng)然也可以理解為電源濾波電容，越靠近芯片越好），因?yàn)樵谶@些地方的信號(hào)主要是高頻信號(hào)，使用較小的電容濾波就可以了去耦電容的配置推薦去耦電容不是一般稱(chēng)的濾波電容，濾波電容指電源系統(tǒng)用的，去藕電容則是分布在器件附近或子電路處主要用于對(duì)付器件自身或外源性噪聲的特殊濾波電容，故

6、有特稱(chēng)一一去耦電容，去耦指 去除（噪聲）耦合”之意1、去耦電容的一般配置原則電源輸入端跨接一個(gè) 1O1OOuF的電解電容器，如果印制電路板的位置允許，采用10 OuF以上的電解電容器的抗干擾效果會(huì)更好為每個(gè)集成電路芯片配置一個(gè)O.OluF的陶瓷電容器.如遇到印制電路板空間小而裝不下時(shí)，可每410個(gè)芯片配置一個(gè)110uF鉭電解電容器，這種器件的高頻阻抗特別小，在500kHz20MHz 范圍內(nèi)阻抗小于 1Q,而且漏電流很?。?.5uA以下）.對(duì)于噪聲能力弱、關(guān)斷時(shí)電流變化大的器件和ROM、RAM等存儲(chǔ)型器件，應(yīng)在芯片的電源線(xiàn)（Vcc）和地線(xiàn)（GND）間直接接入去耦電容.去耦電容的引線(xiàn)不能過(guò)長(zhǎng)，特別

7、是高頻旁路電容不能帶引線(xiàn)在印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時(shí)操作它們時(shí)均會(huì)產(chǎn)生較大火花放電，必須RC電路來(lái)吸收放電電流 一般R取1 2K，C取2.2 47UF. CMOS的輸入阻抗很高，且易受感應(yīng)，因此在使用時(shí)對(duì)不用端要接地或接正電源設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定使用高頻低頻中頻三種去耦電容，中頻與低頻去耦電容可根據(jù)器件與PCB功耗決定，可分別選47-1000uF和470-3300uF;高頻電容計(jì)算為：C=P/V*V*F.每個(gè)集成電路一個(gè)去耦電容 .每個(gè)電解電容邊上都要加一個(gè)小的高頻旁路電容用大容量的鉭電容或聚酷電容而不用電解電容作電路充放電儲(chǔ)能電容.使用管狀電時(shí)，外殼要接地由于大部分能量的交換也是主要集中

8、于器件的電源和地引腳，而這些引腳又是獨(dú)立的直接和地電平面相連接的這樣，電壓的波動(dòng)實(shí)際上主要是由于電流的不合理分布引起但電流的分布不合理主要是由于大量的過(guò)孔和隔離帶造成的這種情況下的電壓波動(dòng)將主要傳輸和影響到器件的電源和地線(xiàn)引腳上為減小集成電路芯片電源上的電壓瞬時(shí)過(guò)沖，應(yīng)該為集成電路芯片添加去耦電容這可以有效去除電源上的毛刺的影響并減少在印制板上的電源環(huán)路的輻射當(dāng)去耦電容直接連接在集成電路的電源管腿上而不是連接在電源層上時(shí)，其平滑毛刺的效果最好這就是為什么有一些器件插座上帶有去耦電容，而有的器件要求去耦電容距器件的距離要足夠的小2、配置電容的經(jīng)驗(yàn)值好的高頻去耦電容可以去除高到1GHZ的高頻成份.

9、陶瓷片電容或多層陶瓷電容的高頻特性較好設(shè)計(jì)印刷線(xiàn)路板時(shí)，每個(gè)集成電路的電源，地之間都要加一個(gè)去耦電容去耦電容有兩個(gè)作用：一方面是本集成電路的蓄能電容，提供和吸收該集成電路開(kāi)門(mén)關(guān)門(mén)瞬間的充放電能；另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲數(shù)字電路中典型的去耦電容為 01uF的去耦電容有5nH分布電感，它的并行共振頻 率大約在7MHz左右，也就是說(shuō)對(duì)于10MHz以下的噪聲有較好的去耦作用，對(duì)40MHz以上 的噪聲幾乎不起作用1uF，10uF電容，并行共振頻率在20MHz以上，去除高頻率噪聲的效果要好一些.在電源進(jìn)入印刷板的地方放一個(gè) 1uF或10uF的去高頻電容往往是有利的，即使是用電池供電的 系統(tǒng)也需要這種電容每10片左右的集成電路要加一片充放電電容 ，或稱(chēng)為蓄放電容，電容大小可選10uF 最好不用電解電容，電解電容是兩層溥膜卷起來(lái)的，這種卷起來(lái)的結(jié)構(gòu)在高頻時(shí)表現(xiàn)為電感 ， 最好使用膽電容或聚碳酸醞電容 去耦電容值的選取并不嚴(yán)格，可按C=1/f計(jì)算;即10MHz取 01uF由于不論使用怎樣的電源分配方案，整個(gè)系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生足夠?qū)е聠?wèn)題發(fā)生的噪聲，額外的過(guò)濾措施是必需的這一任務(wù)由旁路電容完成一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)1uF-10uF的電容將被放在系 統(tǒng)的電源接入端，板上每個(gè)設(shè)備的電