等效串联电阻

ESR、滤波-去耦-旁路电容、上-下拉电阻、ESL、肖特基二极管
ESR是“等效串连电阻”。

理论上，电容自身不会产生任何能量损失，但实际上因制造电容的材料有电阻，电容的绝缘介质有损耗，这个损耗在外部，表现为就像一个电阻跟电容串连在一起，所以就起了个名字叫做“等效串连电阻”。

我们认为电容上面电压不能突变，当突然对电容施加一个电流，电容因为自身充电，电压会从0开始上升。

但是有了ESR，电阻自身会产生一个压降，这就导致了电容器两端的电压会产生突变。

无疑的，这会降低电容的滤波效果，所以很多高质量的电源都使用低ESR的电容器。

在振荡电路等场合，ESR也会引起电路在功能上发生变化，引起电路失效甚至损坏等严重后果。

所以在多数场合，低ESR的电容，往往比高ESR的有更好的表现。

比如在稳压电路中，有一定ESR的电容，在负载发生瞬变的时候，会立即产生波动而引发反馈电路动作，这个快速的响应，以牺牲一定的瞬态性能为代价，获取了后续的快速调整能力，尤其是功率管的响应速度比较慢，并且电容器的体积/容量受到严格限制的时候。

这种情况见于一些使用mos管做调整管的三端稳压或者相似的电路中。

这时候，太低的ESR反而会降低整体性能。

ESR是等效“串连”电阻，意味着将两个电容串连，会增大这个数值，而并联则会减少之。

实际上，需要更低ESR的场合更多，而低ESR的大容量电容价格相对昂贵，所以很多开关电源采取的并联的策略，用多个ESR相对高的铝电解并联，形成一个低ESR的大容量电容。

牺牲一定的PCB空间，换来
器件成本的减少，很多时候都是划算的。

和ESR类似的另外一个概念是ESL，也就是等效串联电感。

早期的卷制电容经常有很高的ESL，而且容量越大的电容，ESL一般也越大。

ESL经常会成为ESR的一部分，并且ESL也会引发一些电路故障，比如串连谐振等。

但是相对容量来说，ESL的比例太小，出现问题的几率很小，再加上电容制作工艺的进步，现在已经逐渐忽略ESL，而把ESR作为除容量之外的主要参考因素了。

由ESR引发的电路故障通常很难检测，而且ESR的影响也很容易在设计过程中被忽视。

简单的做法是，在仿真的时候，如果无法选择电容的具体参数，可以尝试在电容上人为串连一个小电阻来模拟ESR的影响，通常的，钽电容的ESR通常都在100毫欧以下，而铝电解电容则高于这个数值，有些种类电容的ESR 甚至会高达数欧姆。

ESR值与纹波电压的关系可以用公式V=R （ESR）×I表示。

这个公式中的V就表示纹波电压，而R表示电容的ESR，I表示电流。

可以看到，当电流增大的时候，即使在ESR 保持不变的情况下，纹波电压也会成倍提高。

滤波电容用在电源整流电路中，用来滤除交流成分。

使输出的直流更平滑。

去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方，用来消除自激，使放大器稳定工作。

旁路电容用在有电阻连接时，接在电阻两端使交流信号顺利通过。

去耦电容主要是去除高频如RF信号的干扰，干扰的进入方式是通过电磁辐射。

而实际上，芯片附近的电容还有蓄能的作用，这是第二位的。

从微观来看，高频器件在工作的时候，其电流是不连续的，
而且频率很高，而器件VCC到总电源有一段距离，即便距离不长，在频率很高的情况下，阻抗Z＝i*wL+R，线路的电感影响也会非常大，会导致器件在需要电流的时候，不能被及时供给。

而去耦电容可以弥补此不足。

这也是为什么很多电路板在高频器件VCC管脚处放置小电容的原因之一。

（在vcc引脚上通常并联一个去藕电容，这样交流分量就从这个电容接地。

）有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播。

去耦电容的主要功能就是提供一个局部的直流电源给有源器件，以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地。

旁路电容和去耦电容的区别
去耦：去除在器件切换时从高频器件进入到配电网络中的RF能量。

去耦电容还可以为器件供局部化的DC电压源，它在减少跨板浪涌电流方面特别有用。

旁路：从元件或电缆中转移出不想要的共模RF能量。

这主要是通过产生AC旁路消除无意的能量进入敏感的部分，另外还可以提供基带滤波功能（带宽受限）。

在电源和地之间连接着去耦电容，它有三个方面的作用：一是作为本集成电路的蓄能电容；二是滤除该器件产生的高频噪声，切断其通过供电回路进行传播的通路；三是防止电源携带的噪声对电路构成干扰。

在电子电路中，去耦电容和旁路电容都是起到抗干扰的作用，电容所处的位置不同，称呼就不一样了。

对于同一个电路来说，旁路电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象，把前级携带的高频杂波
滤除，而去耦电容也称退耦电容，是把输出信号的干扰作为滤除对象。

去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方，用来消除自激，使放大器稳定工作。

旁路电容用在有电阻连接时，接在电阻两端使交流信号顺利通过。

电解电容的作用是过滤掉电流中的低频信号，但即使是低频信号，其频率也分为了好几个数量级。

因此为了适合在不同频率下使用，电解电容也分为高频电容和低频电容（这里的高频是相对而言）。

低频滤波电容主要用于市电滤波或变压器整流后的滤波，其工作频率与市电一致为50Hz；而高频滤波电容主要工作在开关电源整流后的滤波，其工作频率为几千Hz到几万Hz。

当我们将低频滤波电容用于高频电路时，由于低频滤波电容高频特性不好，它在高频充放电时内阻较大，等效电感较高。

因此在使用中会因电解液的频繁极化而产生较大的热量。

而较高的温度将使电容内部的电解液气化，电容内压力升高，最终导致电容的鼓包和爆裂。

上拉电阻：
1、当TTL电路驱动COMS电路时，如果TTL电路输出的高电平低于COMS电路的最低高电平（一般为3.5V），这时就需要在TTL 的输出端接上拉电阻，以提高输出高电平的值。

2、OC门电路必须加上拉电阻，提高电平值。

3、为加大输出引脚的驱动能力，(单片机较常用)
4、在COMS芯片上，为了防止静电造成损坏，不用的管脚不能
悬空，一般接上拉电阻产生降低输入阻抗，提供泄荷通路。

5、芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平，从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。

6、提高总线的抗电磁干扰能力。

管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰。

7、长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰，加上下拉电阻是电阻匹配，有效的抑制反射波干扰。

上拉电阻阻值的选择原则包括:
1、从节约功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大；电阻大，电流小。

2、从确保足够的驱动电流考虑应当足够小；电阻小，电流大。

3、对于高速电路，过大的上拉电阻可能边沿变平缓。

综合考虑以上三点,通常在1k到10k之间选取。

对下拉电阻也有类似道理。

对上拉电阻和下拉电阻的选择应结合开关管特性和下级电路的输入特性进行设定，主要需要考虑以下几个因素：
1．驱动能力与功耗的平衡。

上拉电阻越小，驱动能力越强，但功耗越大。

2．下级电路的驱动需求。

当输出高电平时，开关管断开，上拉电阻应适当选择以能够向下级电路提供足够的电流。

3．高低电平的设定。

不同电路的高低电平的门槛电平会有不同，电阻应适当设定以确保能输出正确的电平。

当输出低电平时，开关管导通，上拉电阻和开关管导通电阻分压值应确保在零电平门槛之下。

4．频率特性。

上拉电阻和开关管漏源级之间的电容和下级电路之间的输入电容会形成RC延迟，电阻越大，延迟越大。

下拉电阻的设定的原则和上拉电阻是一样的。

OC门输出高电平时是一个高阻态，其上拉电流要由上拉电阻来提供，设输入端每端口不大于100uA,设输出口驱动电流约500uA，标准工作电压是5V，输入口的高低电平门限为0.8V(低于此值为低电平)；2V(高电平门限值)。

选上拉电阻时：500uA x 8.4K= 4.2即选大于8.4K时输出端能下拉至0.8V以下，此为最小阻值，再小就拉不下来了。

如果输出口驱动电流较大，则阻值可减小，保证下拉时能低于0.8V即可。

当输出高电平时，忽略管子的漏电流，两输入口需200uA,200uA x15K=3V 即上拉电阻压降为3V，输出口可达到2V，此阻值为最大阻值，再大就拉不到2V了。

选10K可用。

设计时管子的漏电流不可忽略，IO口实际电流在不同电平下也是不同的，上述仅仅是原理，一句话概括为：输出高电平时要喂饱后面的输入口，输出低电平不要把输出口喂撑了（否则多余的电流喂给了级联的输入口，高于低电平门限值就不可靠了）
在数字电路中不用的输入脚都要接固定电平，通过1k电阻接高电平或接地。

上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平！电阻同时起限流作用。

下拉同理！对于非集电极（或漏极）开路输出型电路（如普通门电路）提升电流和电压的能力是有限的，上拉电阻的功能主要
是为集电极开路输出型电路输出电流通道。

当一个接有上拉电阻的端口设为输如状态时，他的常态就为高电平，用于检测低电平的输入。

上拉电阻是用来解决总线驱动能力不足时提供电流的。

一般说法是拉电流，下拉电阻是用来吸收电流的，即灌电流
在一个大的电容上还并联一个小电容的原因：大电容由于容量大，所以体积一般也比较大，且通常使用多层卷绕的方式制作，这就导致了大电容的分布电感比较大（也叫等效串联电感ESL）。

电感对高频信号的阻抗是很大的，所以大电容的高频性能不好。

而一些小容量电容则刚刚相反，由于容量小，因此体积可以做得很小（缩短了引线，就减小了ESL，因为一段导线也可以看成是一个电感），而且常使用平板电容的结构，这样小容量电容就有很小ESL这样它就具有了很好的高频性能，但由于容量小的缘故，对低频信号的阻抗大。

所以，如果我们为了让低频、高频信号都可以很好的通过，就采用一个大电容再并上一个小电容的方式。

常使用的小电容为0.1uF的瓷片电容，当频率更高时，还可并联更小的电容，例如几pF，几百pF的。

而在数字电路中，一般要给每个芯片的电源引脚上并联一个0.1uF的电容到地（这个电容叫做退耦电容，当然也可以理解为电源滤波电容,越靠近芯片越好），因为在这些地方的信号主要是高频信号，使用较小的电容滤波就可以了
肖特基二极管又称肖特基势垒二极管（简称SBD），它属一种低功耗、超高速半导体器件。

最显著的特点为反向恢复时间极短（可以小到几纳秒），正向导通压降仅0.4V左右。

其多用作高频、低压、大
电流整流二极管、续流二极管、保护二极管，也有用在微波通信等肖特基二极管，它属一种低功耗、超高速半导体器件。

电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。

在通讯电源、变频器等中比较常见。

RC虑波电路中的电阻R主要起到隔离输入和输出端的作用。

输入端和输出端的波形是不一样的。

输入端带有高频信号，输出端不能有高频信号，所以需要串这个电阻来隔离。

没错，电流会减小，但是我们关键是要滤波，不是为了提高负载电流。

如果没有这个电阻，输入端和输出端就完全连到一起了，滤波器就不起作用了。

RF射频就是射频电流，它是一种高频交流变化电磁波的简称。

每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于10000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。

级联就是串联，堆叠就是并联
三态门电路的一种状态,其他两个状态是低电平,高电平,这两个是工作状态.而处在高阻态的三态门是与总线隔离开的,这样总线可以同时被其他电路占用.
看是什么单片机了，义隆的EM系列悬空是相当于接高电平的，不过最好不要悬空，会不稳定，最好是要么接地要么接高电平0欧姆电阻作用
大概有以下几个功能：
①做为跳线使用。

这样既美观，安装也方便。

②在数字和模拟等混合电路中，往往要求两个地分开，并且单点连接。

我们可以用一个0欧的电阻来连接这两个地，而不是直接连
在一起。

这样做的好处就是，地线被分成了两个网络，在大面积铺铜等处理时，就会方便得多。

附带提示一下，这样的场合，有时也会用电感或者磁珠等来连接。

③做保险丝用。

由于PCB上走线的熔断电流较大，如果发生短路过流等故障时，很难熔断，可能会带来更大的事故。

由于0欧电阻电流承受能力比较弱（其实0欧电阻也是有一定的电阻的，只是很小而已），过流时就先将0欧电阻熔断了，从而将电路断开，防止了更大事故的发生。

有时也会用一些阻值为零点几或者几欧的小电阻来做保险丝。

不过不太推荐这样来用，但有些厂商为了节约成本，就用此将就了。

④为调试预留的位置。

可以根据需要，决定是否安装，或者其它的值。

有时也会用*来标注，表示由调试时决定。

⑤作为配置电路使用。

这个作用跟跳线或者拨码开关类似，但是通过焊接固定上去的，这样就避免了普通用户随意修改配置。

通过安装不同位置的电阻，就可以更改电路的功能或者设置地址。