电容去耦原理解释十分透彻
稳压去耦电容-概述说明以及解释
稳压去耦电容-概述说明以及解释
1.引言
1.1 概述
稳压去耦电容是电子电路中常见的元件，其作用是为了在电路中稳定电压和提高信号的可靠性。稳压电容用于稳定电源电压，防止电压波动对电路稳定性造成影响；去耦电容则用于降低电路信号传输过程中可能产生的噪声，并滤除电源中的高频干扰。稳压去耦电容的选择和布局对电路的性能和稳定性起着至关重要的作用，因此对于电子设备的设计和工程实践具有重要意义。在本文中，我们将探讨稳压去耦电容的作用、重要性以及应用建议，为读者提供相关的知识和指导。
1.2文章结构
文章结构部分内容如下：
1.2 文章结构
本文主要分为引言、正文和结论三个部分。在引言部分，将对稳压去耦电容进行概述，并介绍文章的结构和目的。在正文部分，将详细讨论稳压电容和去耦电容的作用，以及稳压去耦电容的重要性。最后，在结论部分将对全文进行总结，并提出应用建议和展望未来研究方向。整篇文章将以逻辑清晰、结构合理的方式呈现出稳压去耦电容的重要性和作用。
1.3 目的：
稳压去耦电容作为电路中必不可少的元器件，其主要目的是为了提高电路的稳定性和可靠性。通过正确选择和布置稳压去耦电容，可以有效地降低电路中的噪声和干扰，保证信号的稳定传输和正常工作。同时，稳压去耦电容还能有效地过滤电源中的电压波动和干扰，确保电路在任何工作条件下都能保持稳定的工作状态。因此，了解稳压去耦电容的作用和重要性，对于电路设计和性能提升至关重要。
2.正文
2.1 稳压电容的作用
稳压电容是电子电路中常见的一种元件，它的主要作用是在电源电路中起到稳压的作用。在电源电路中，由于电源的输出可能存在一定的波动，会导致电路中的电压不稳定，影响电路的正常工作。为了稳定电路的电压，可以通过在电路中加入稳压电容来实现。
去耦电容工作原理
去耦电容工作原理
高手和前辈们总是告诉我们这样的经验法则：“在电路板的电源接入端放置一个 1~10p F 的电容，滤除低频噪声；在电路板上每一个器件的电源与地线之间放置一个 0.01~0.1p F 的电容，滤除高频噪声。”在书店里能够得到的大多
数的高速 PCB 设计、高速数字电路设计的经典教程中也不厌其烦的引用该首
选法则 (老外俗称 Rule of Thumb)。但是为什么要这样使用呢？
首先就我的理解介绍两个常用的简单概念。
什么是旁路？旁路(Bypass)，是指给信号中的某些有害部份提供一条低阻抗的通路。电源中高频干扰是典型的无用成份，需要将其在进入目标芯片之前提前干掉，普通我们采用电容到达该目的。用于该目的的电容就是所谓的旁路电容 (Bypass Capacitor) ,它利用了电容的频率阻抗特性(理想电容的频率特性随频率的升高，阻抗降低，这个地球人都知道)，可以看出旁路电容主要针对高频干扰 (高是相对的，普通认为 20MHz 以上为高频干扰， 20MHz 以下为低频纹波) 。
什么是退耦？退耦(Decouple)，最早用于多级电路中，为保证先后级间传递信号而不互相影响各级静态工作点的而采取的措施。在电源中退耦表示，当芯片内部进行开关动作或者输出发生变化时，需要瞬时从电源在线抽取较大电流，该瞬时的大电流可能导致电源在线电压的降低，从而引起对自身和其他器件的干扰。为了减少这种干扰，需要在芯片附近设置一个储电的“小水池”以提供这种瞬时的大电流能力。
在电源电路中，旁路和退耦都是为了减少电源噪声。旁路主要是为了减少电源上的噪声对器件本身的干扰 (自我保护) ；退耦是为了减少器件产生的噪声对电源的干扰(家丑不外扬)。有人说退耦是针对低频、旁路是针对高频，我认为这样说是不许确的，高速芯片内部开关操作可能高达上 GHz，由此引起对电源线的干扰明显已经不属于低频的范围，为此目的的退耦电容同样需要有很好的高频特性。本文以下讨论中并不刻意区分退耦和旁路，认为都是为了滤除噪声，而不管该噪声的来源。
正负电源间去耦电容位置-概述说明以及解释
正负电源间去耦电容位置-概述说明以及解释
1.引言
1.1 概述
概述部分的内容可以从以下角度进行描述：
正负电源间去耦电容位置是电子电路设计中一个非常重要的问题。在电子设备中，正负电源提供电流和稳定的电压，而去耦电容则起到平滑和过滤电压的作用。去耦电容的位置选择直接关系到电路的稳定性和性能的提升。
本文将对正负电源间去耦电容位置进行详细的讨论和探究。首先，我们将介绍正负电源的基本概念和作用，以便读者能够更好地理解和把握去耦电容的重要性。
其次，我们将详细探讨正电源去耦电容的位置选择。根据电路的结构和要求，我们将提出一些关键要点，包括但不限于去耦电容与正电源之间的距离、去耦电容与负载之间的关系等。这些要点将有助于读者在实际应用中合理选择去耦电容的位置，以提高电路的稳定性和性能。
接着，我们将研究负电源去耦电容的位置选择。与正电源类似，负电源去耦电容的位置也直接影响电路的性能。我们将探讨一些关键要点，例
如负电源去耦电容与地/负载之间的连接方式、位置选择的考虑因素等。通过深入分析和研究，读者将能够准确选择负电源去耦电容的位置，以优化电路性能和提高稳定性。
最后，在结论部分，我们将总结正负电源去耦电容位置的重要性。通过本文的阐述，读者将更好地理解去耦电容的作用和位置选择的原则，并明确其在电路设计中的必要性。同时，我们也将提出一些进一步研究的方向，以促进这一领域的发展和提高电路设计的水平。
通过对正负电源间去耦电容位置的详细讨论，我们旨在帮助读者深入理解这一问题的关键点，并能够在实际应用中准确选择去耦电容的位置，以提高电路的稳定性和性能。
详解去耦电容与旁路电容
详解去耦电容与旁路电容
从电路来说,总是存在驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大,驱动电路要把电容充电、放电,才能完成信号的跳变,在上升沿比较陡峭的时候,电流比较大,这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,由于电路中的电感,电阻(特别是芯片管脚上的电感,会产生反弹),这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声,会影响前级的正常工作。这就是耦合。
去藕电容就是起到一个电池的作用,满足驱动电路电流的变化,避免相互间的耦合干扰。旁路电容实际也是去藕合的,只是旁路电容一般是指高频旁路,也就是给高频的开关噪声提供一条低阻抗泄放途径。高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般是0.1u,0.01u等,而去耦合电容一般比较大,是10u或者更大,依据电路中分布参数,以及驱动电流的变化大
小来确定。
旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象,而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象,防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。
去耦电容在集成电路电源和地之间的有两个作用:
一方面是本集成电路的蓄能电容,另一方面旁路掉该器件的高频噪声。
数字电路中典型的去耦电容值是0.1μF。这个电容的分布电感的典型值是
5μH。
0.1μF的去耦电容有5μH的分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,也就是说,
对于10MHz以下的噪声有较好的去耦效果,对40MHz以上的噪声几乎不起作用。
1μF、10μF的电容,并行共振频率在20MHz以上,去除高频噪声的效果要好一些。
每10片左右集成电路要加一片充放电电容,或1个蓄能电容,可选10μF左右。最好不用电解电容,电解电容是两层薄膜卷起来的,这种卷起来的结构在高频时表现为电感。要使用钽电容或聚碳酸酯电容。
eetop 芯片内部去耦电容和外部去耦
eetop 芯片内部去耦电容和外部去耦
1. 介绍
在现代电子产品中，芯片内部去耦电容和外部去耦是一个重要的技术问题。eetop芯片内部去耦电容和外部去耦技术是为了减小芯片内部电压噪声而进行的一种设计方法。eetop芯片内部去耦电容和外部去耦技术可以有效减小芯片内部电压噪声，提高芯片的性能稳定性和抗干扰能力。本文将对eetop芯片内部去耦电容和外部去耦技术进行全面评估，并结合个人观点和理解，撰写一篇有价值的文章。
2. eetop芯片内部去耦电容和外部去耦技术的原理
eetop芯片内部去耦电容和外部去耦技术是通过在芯片内部和外部添加去耦电容，来抑制芯片内部电压噪声的一种设计方法。去耦电容能够提供一条低阻抗路径，使得电源对数模转换器等敏感电路的电源端具有较高的交流和高频稳定性，从而减小电源噪声和干扰。
3. eetop芯片内部去耦电容和外部去耦技术的优势
eetop芯片内部去耦电容和外部去耦技术有多项优势。可以显著减小芯片内部电压噪声，提高芯片的性能稳定性和抗干扰能力。内部去耦电容的使用可以减小芯片封装的大小和外部元器件的数量，从而降低系统成本、提高集成度。eetop芯片内部去耦电容和外部去耦技术还能够减小芯片电路的功耗和提高电路的工作效率。
4. 个人观点和理解
在我看来，eetop芯片内部去耦电容和外部去耦技术是一项非常重要
的技术创新，它对于提高电子产品的性能稳定性和抗干扰能力有着重
要的作用。随着电子产品对性能稳定性和抗干扰能力要求的不断提高，eetop芯片内部去耦电容和外部去耦技术将会在未来得到更广泛的应用。我认为在未来的研究中，可以进一步研究和优化eetop芯片内部
电容去耦原理(解释十分透彻)
电容退耦原理
采纳电容退耦是解决电源噪声问题的主要方法。这种方法对提升瞬态电流的响应速度，降
低电源分派系统的阻抗都特别有效。
关于电容退耦，好多资猜中都有波及，可是论述的角度不一样。有些是从局部电荷储存（即
储能）的角度来说明，有些是从电源分派系统的阻抗的角度来说明，还有些资料的说明更加
杂乱，一会提储能，一会提阻抗，所以好多人在看资料的时候感觉有些诱惑。其实，这两种
提法，实质上是相同的，只可是对待问题的视角不一样而已。为了让大家有个清楚的认
识，本文分别介绍一下这两种解说。
4.1 从储能的角度来说明电容退耦原理。
在制作电路板时，往常会在负载芯片四周搁置好多电容，这些电容就起到电源退耦作用。
其原理可用图 1 说明。
图 1 去耦电路
当负载电流不变时，其电流由稳压电源部分供给，即图中的I0，方向以下图。此时电容两头电压与负载两头电压一致，电流 Ic 为 0，电容两头储存相当数目的电荷，其电荷数目
和电容量相关。当负载瞬态电流发生变化时，因为负载芯片内部晶体管电平变换速度极快，
一定在极短的时间内为负载芯片供给足够的电流。可是稳压电源没法很快响应负载电
流的变化，所以，电流 I0 不会立刻知足负载瞬态电流要求，所以负载芯片电压会降低。可是
因为电容电压与负载电压相同，所以电容两头存在电压变化。关于电容来说电压变化必
然产生电流，此时电容对负载放电，电流 Ic 不再为 0，为负载芯片供给电流。依据电容等式：
（公式1）
只需电容量 C 足够大，只需很小的电压变化，电容就能够供给足够大的电流，知足负载瞬
态电流的要求。这样就保证了负载芯片电压的变化在允许的范围内。这里，相当于电容早先
去耦电容作用
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。
1.关于去耦电容蓄能作用的理解
1）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。
你可以把总电源看作密云水库，我们大楼内的家家户户都需要供水，这时候，水不是直接
来自于水库，那样距离太远了，
等水过来，我们已经渴的不行了。
实际水是来自于大楼顶上的水塔，水塔其实是一个buffer的作用。
如果微观来看，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 t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。）
2 ）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
2.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
100nf 去耦电容
100nf 去耦电容
100nf去耦电容是一种常见的电子元件，它在电路中起到去除噪音和稳定电压的作用。在本文中，我们将详细介绍100nf去耦电容的原理和应用，并探讨其在电子设备中的重要性。
让我们来了解一下100nf去耦电容的基本概念和原理。去耦电容是一种用于消除电路中噪音干扰的电容器。噪音是由于电源的电压波动或其他电路元件的干扰引起的，它会对电子设备的正常工作产生负面影响。而去耦电容的作用就是通过将噪音电流引导到地，从而使电路保持稳定，提供干净的电源给其他元件使用。
100nf去耦电容通常由陶瓷材料制成，这种材料具有较高的介电常数和稳定性，适用于高频噪音滤波。它的容值为100纳法（nf），这个数值表示了电容器的存储电荷能力，即100nf去耦电容可以存储100纳库仑（nc）的电荷。
100nf去耦电容的应用非常广泛，特别是在集成电路（IC）和模拟电路中。在IC中，100nf去耦电容常常被连接到芯片的电源引脚和地引脚之间，以提供稳定的电源。它可以过滤掉电源线上的高频噪音，确保芯片正常工作。在模拟电路中，100nf去耦电容通常与电源滤波电容器一起使用，共同提供稳定的电源和滤波效果。
除了在IC和模拟电路中的应用，100nf去耦电容还可以在各种电子设备中发挥重要作用。例如，在音频放大器中，100nf去耦电容可
以滤除电源线上的噪音，提供清晰的音频信号。在通信设备中，它可以减少电源波动对信号传输的干扰。在计算机主板中，100nf去耦电容可以保护微处理器和其他关键元件免受电源波动的影响。100nf去耦电容是一种非常重要的电子元件，它在电路中起到去除噪音和稳定电压的作用。通过将噪音电流引导到地，100nf去耦电容可以保证电子设备的正常工作。它的应用范围广泛，包括集成电路、模拟电路、音频放大器、通信设备和计算机主板等。在设计和制造电子设备时，我们应该充分认识到100nf去耦电容的重要性，并合理应用它来提高电路的稳定性和性能。
关于滤波电容、去耦电容、旁路电容作用
关于滤波电容、去耦电容、旁路电容作用
2010年07月12日 星期一下午 01:47
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。
1.关于去耦电容蓄能作用的理解
1）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。
你可以把总电源看作密云水库，我们大楼内的家家户户都需要供水，
这时候，水不是直接来自于水库，那样距离太远了，
等水过来，我们已经渴的不行了。
实际水是来自于大楼顶上的水塔,水塔其实是一个buffer的作用。
如果微观来看，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。）
2）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
2.旁路旁路旁路电电容和去容和去耦耦电容的容的区区别
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。
去耦电容工作原理
去耦电容工作原理
高手和前辈们总是告诉我们这样的经验法则：“在电路板的电源接入端放置一个1～10μF的电容，滤除低频噪声；在电路板上每个器件的电源与地线之间放置一个0.01～0.1μF的电容，滤除高频噪声。”在书店里能够得到的大多数的高速PCB设计、高速数字电路设计的经典教程中也不厌其烦的引用该首选法则（老外俗称Rule of Thumb）。但是为什么要这样使用呢？
首先就我的理解介绍两个常用的简单概念。
什么是旁路？旁路（Bypass），是指给信号中的某些有害部分提供一条低阻抗的通路。电源中高频干扰是典型的无用成分，需要将其在进入目标芯片之前提前干掉，一般我们采用电容到达该目的。用于该目的的电容就是所谓的旁路电容（Bypass Capacitor）,它利用了电容的频率阻抗特性（理想电容的频率特性随频率的升高，阻抗降低，这个地球人都知道），可以看出旁路电容主要针对高频干扰（高是相对的，一般认为20MHz以上为高频干扰，20MHz以下为低频纹波）。什么是退耦？退耦（Decouple），最早用于多级电路中，为保证前后级间传递信号而不互相影响各级静态工作点的而采取的措施。在电源中退耦表示，当芯片内部进行开关动作或输出发生变化时，需要瞬时从电源在线抽取较大电流，该瞬时的大电流可能导致电源在线电压的降低，从而引起对自身和其他器件的干扰。为了减少这种干扰，需要在芯片附近设置一个储电的“小水池”以提供这种瞬时的大电流能力。
在电源电路中，旁路和退耦都是为了减少电源噪声。旁路主要是为了减少电源上的噪声对器件本身的干扰（自我保护）；退耦是为了减少器件产生的噪声对电源的干扰（家丑不外扬）。有人说退耦是针对低频、旁路是针对高频，我认为这样说是不准确的，高速芯片内部开关操作可能高达上GHz，由此引起对电源线的干扰明显已经不属于低频的范围，为此目的的退耦电容同样需要有很好的高频特性。本文以下讨论中并不刻意区分退耦和旁路，认为都是为了滤除噪声，而不管该噪声的来源。
电容退耦原理详解
电容去耦原理详解
采用电容退耦是解决电源噪声问题的主要方法。这种方法对提高瞬态电流的响应速度，降低电源分配系统的阻抗都非常有效。
对于电容退耦，很多资料中都有涉及，但是阐述的角度不同。有些是从局部电荷存储（即储能）的角度来说明，有些是从电源分配系统的阻抗的角度来说明，还有些资料的说明更为混乱，一会提储能，一会提阻抗，因此很多人在看资料的时候感到有些迷惑。其实，这两种提法，本质上是相同的，只不过看待问题的视角不同而已。为了让大家有个清楚的认识，本文分别介绍一下这两种解释。
一、从储能角度谈电容退耦
在制作电路板时，通常会在负载芯片周围放置很多电容，这些电容就起到电源退耦作用。
其原理可用图 1 说明。
当负载电流不变时，其电流由稳压电源部分提供，即图中的I0，方向如图所示。此时电容两端电压与负载两端电压一致，电流Ic 为0，电容两端存储相当数量的电荷，其电荷数量和电容量有关。当负载瞬态电流发生变化时，由于负载芯片内部晶体管电平转换速度极快，必须在极短的时间内为负载芯片提供足够的电流。但是稳压电源无法很快响应负载电流的变化，因此，电流I0 不会马上满足负载瞬态电流要求，因此负载芯片电压会降低。但是由于电容电压与负载电压相同，因此电容两端存在电压变化。对于电容来说电压变化必然产生电流，此时电容对负载放电，电流Ic 不再为0，为负载芯片提供电流。
根据电容等式：只要电容量 C 足够大，只需很小的电压变化，电容就可以提供足够大的电流，满足负载瞬态电流的要求。这样就保证了负载芯片电压的变化在容许的范围内。这里，相当于电容预先存储了一部分电能，在负载需要的时候释放出来，即电容是储能元件。储能电容的存在使负载消耗的能量得到快速补充，因此保证了负载两端电压不至于有太大变化，此时电容担负的是局部电源的角色。
去耦电路原理
去耦电路原理
去耦电路是常用的一种电路设计，它可以将直流电源中的干扰信
号去掉，保证输出的信号质量，并保护负载电路免遭电源电压的不良
影响。
下面我们将分步骤来进行阐述如何设计和实现一个去耦电路：
第一步：直流电源滤波和去耦
在电源电路中，首先需要进行直流电源的滤波，以保证输出的电
压波形能保持稳定，减少干扰。使用滤波电容器可以很好地实现这个
目的。但在实际运用中，电容器会对线路带来一定的压降，并且还会
存在自身的串扰和交流干扰。
为了消除这些干扰，需要将电源电路与负载电路之间插入一个去
耦电容器。通过这种方式，可以使得电源电路与负载电路之间完全隔离，并且可以消除其间的交流干扰。此时，电容器应选择足够大的电
容量，以便于发挥较好的去耦效果。
第二步：信号线去耦
在信号传输线路中，需要使用去耦电容器来消除信号线中的交流
干扰，保证传输信号质量。
去耦电容器的设计需要考虑信号线阻抗和信号频率，以免因电容
器阻抗过大而影响信号传输质量。在设计电容器时，应参考相关的datasheet，并结合实验测试来确定最佳电容值与特性参数。
第三步：非对称负载去耦
对于非对称负载电路，需要考虑其电路电势的非对称性，以保证
电路工作稳定性。为此，需要使用阻抗匹配和去耦技术来保持非对称
负载的稳定。
具体操作方式为，在电视线路中插入同等电学参数的去耦电容和
去耦电阻，将导致非对称负载电压维持平均值和波形相对稳定。这种
方式可以帮助提高电容电路的效率，并保护负载免受电压干扰的影响。
综上所述，去耦电路能够有效去除多种干扰信号，保证电路工作
稳定性和性能。因此，在电路设计和实现过程中，需要对去耦电路运用得当，以获得更好的信号质量。
电容 耦合 去耦合
电容在电子电路中的耦合和去耦合作用是两种重要的电路设计技术，它们分别服务于不同的目的：
电容耦合
电容耦合是指利用电容器的隔直通交特性，在电路中传递交流信号而不传递直流信号。在电子电路中，特别是在信号处理和放大器设计中，耦合电容用于将前一级电路的输出信号传输到后一级电路，同时阻止直流成分通过，保持两级电路间的直流偏置独立。耦合电容的选择通常取决于信号的频率范围和所需传递信号的质量，例如在音频放大器中，耦合电容可能使用电解电容或陶瓷电容等不同类型的电容。
电容去耦
电容去耦（也称为解耦或旁路）则是用来改善电源系统的稳定性，并减少电源噪声对电路的影响。去耦电容通常位于集成电路（IC）或其他组件的电源输入端附近，它的作用是在电路工作时瞬态电流发生变化时，提供一个快速的能量存储和释放机制，从而保证电源电压的稳定。当电路内部快速变化的电流流经去耦电容时，电容可以在短时间内提供或吸收额外的能量，避免因电源内阻和寄生电感导致的电压跌落或尖峰。
简而言之：
- 耦合电容在电路间起到桥梁作用，仅允许交流信号通过，分离前后级电路的直流偏置；
- 去耦电容则主要在于抑制电源噪声，提供局部储能，确保供电稳定，减少各部分电路之间的相互电磁干扰。
去耦和旁路的概念和原理
去耦和旁路的概念和原理
去耦和旁路的概念和原理：
去耦（decoupling）和旁路（bypass）是两种常见的电路设计和优化技术，它们的主要目的是减少或消除电路内部的干扰。
去耦电容：
去耦电容也被称为退耦电容，其主要作用是降低电路之间的交叉干扰。
当系统中某个组件的信号变化会影响其他组件时，我们就称这两个组件之间发生了耦合。
去耦电容通过提供一个低阻抗路径，允许高频噪声从一个敏感的电路部分传输到地的过程中被旁路掉，从而减轻对敏感电路的影响。去耦电容的位置通常是远离需要保护的电路元件，并且其值通常会较大，如10uF或更大。
旁路电容：
旁路电容的设计是为了过滤掉不需要的信号频率成分，特别是那些高于系统带宽的高频分量。
这种电容通常用于将高频噪声或其他不需要的成分从信号源路由到地，以防止它们影响系统的性能。
旁路电容的大小取决于它所服务的电路的特性，包括所需的滤波频率范围。
在许多情况下，旁路电容也被用作去耦电容，但它们的主要目标是旁路而不是降低耦合。
总结来说，去耦电容主要是为了降低电路间的交叉干扰，而旁路电容则是用来隔离不需要的信号频率成分。两者虽然目的不同，但在某些情况下可以互为补充。
电容去耦原理解释十分透彻
电容去耦原理(解释十分透彻)
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电容退耦原理
采用电容退耦是解决电源噪声问题的主要方法。这种方法对提高瞬态电流的响应速度，降低电源分配系统的阻抗都非常有效。
对于电容退耦，很多资料中都有涉及，但是阐述的角度不同。有些是从局部电荷存储（即储能）的角度来说明，有些是从电源分配系统的阻抗的角度来说明，还有些资料的说明更为混乱，一会提储能，一会提阻抗，因此很多人在看资料的时候感到有些迷惑。其实，这两种提法，本质上是相同的，只不过看待问题的视角不同而已。为了让大家有个清楚的认
识，本文分别介绍一下这两种解释。
4.1 从储能的角度来说明电容退耦原理。
在制作电路板时，通常会在负载芯片周围放置很多电容，这些电容就起到电源退耦作用。其原理可用图 1 说明。
图 1 去耦电路
当负载电流不变时，其电流由稳压电源部分提供，即图中的 I0，方向如图所示。此时电容两端电压与负载两端电压一致，电流 Ic 为 0，电容两端存储相当数量的电荷，其电荷数量和电容量有关。当负载瞬态电流发生变化时，由于负载芯片内部晶体管电平转换速度极快，必须在极短的时间内为负载芯片提供足够的电流。但是稳压电源无法很快响应负载电流的变化，因此，电流 I0 不会马上满足负载瞬态电流要求，因此负载芯片电压会降低。但是由于电容电压与负载电压相同，因此电容两端存在电压变化。对于电容来说电压变化必然产生电流，此时电容对负载放电，电流 Ic 不再为 0，为负载芯片提供电流。根据电容等式：
详解去耦电容与旁路电容
详解去耦电容与旁路电容
从电路来说，总是存在驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大，驱动电路要把电容充电、放电，才能完成信号的跳变，在上升沿比较陡峭的时候，电流比较大，这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流，由于电路中的电感，电阻（特别是芯片管脚上的电感，会产生反弹），这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声，会影响前级的正常工作。这就是耦合。
去藕电容就是起到一个电池的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相互间的耦合干扰。旁路电容实际也是去藕合的，只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给高频的开关噪声提供一条低阻抗泄放途径。高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般是0.1u，0.01u 等，而去耦合电容一般比较大，是10u或者更大，依据电路中分布参数，以及驱动电流的变化大小来确定。
旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。
去耦电容在集成电路电源和地之间的有两个作用：
一方面是本集成电路的蓄能电容，另一方面旁路掉该器件的高频噪声。
数字电路中典型的去耦电容值是0.1μF。这个电容的分布电感的典型值是5μH。
0.1μF的去耦电容有5μH的分布电感，它的并行共振频率大约在7MHz左右，也就是说，对于10MHz以下的噪声有较好的去耦效果，对40MHz以上的噪声几乎不起作用。
1μF、10μF的电容，并行共振频率在20MHz以上，去除高频噪声的效果要好一些。
每10片左右集成电路要加一片充放电电容，或1个蓄能电容，可选10μF左右。最好不用电解电容，电解电容是两层薄膜卷起来的，这种卷起来的结构在高频时表现为电感。要使用钽电容或聚碳酸酯电容。
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电容退耦原理
采用电容退耦是解决电源噪声问题的主要方法。这种方法对提高瞬态电流的响应速度，降低电源分配系统的阻抗都非常有效。
对于电容退耦，很多资料中都有涉及，但是阐述的角度不同。有些是从局部电荷存储（即储能）的角度来说明，有些是从电源分配系统的阻抗的角度来说明，还有些资料的说明更为混乱，一会提储能，一会提阻抗，因此很多人在看资料的时候感到有些迷惑。其实，这两种提法，本质上是相同的，只不过看待问题的视角不同而已。为了让大家有个清楚的认
识，本文分别介绍一下这两种解释。
4.1从储能的角度来说明电容退耦原理。
在制作电路板时，通常会在负载芯片周围放置很多电容，这些电容就起到电源退耦作用。其原理可用图1说明。
图1去耦电路
当负载电流不变时，其电流由稳压电源部分提供，即图中的I0，方向如图所示。此时电容两端电压与负载两端电压一致，电流Ic为0，电容两端存储相当数量的电荷，其电荷数量和电容量有关。当负载瞬态电流发生变化时，由于负载芯片内部晶体管电平转换速度极快，必须在极短的时间内为负载芯片提供足够的电流。但是稳压电源无法很快响应负载电流的变化，因此，电流I0不会马上满足负载瞬态电流要求，因此负载芯片电压会降低。但是由于电容电压与负载电压相同，因此电容两端存在电压变化。对于电容来说电压变化必然产生电流，此时电容对负载放电，电流Ic不再为0，为负载芯片提供电流。根据电容等式：
（公式1）
只要电容量C足够大，只需很小的电压变化，电容就可以提供足够大的电流，满足负载瞬态电流的要求。这样就保证了负载芯片电压的变化在容许的范围内。这里，相当于电容预先存储了一部分电能，在负载需要的时候释放出来，即电容是储能元件。储能电容的存在
使负载消耗的能量得到快速补充，因此保证了负载两端电压不至于有太大变化，此时电容担负的是局部电源的角色。
从储能的角度来理解电源退耦，非常直观易懂，但是对电路设计帮助不大。从阻抗的角度理解电容退耦，能让我们设计电路时有章可循。实际上，在决定电源分配系统的去耦电容量的时候，用的就是阻抗的概念。
4.2从阻抗的角度来理解退耦原理。
将图1中的负载芯片拿掉，如图2所示。从AB两点向左看过去，稳压电源以及电容退耦
系统一起，可以看成一个复合的电源系统。这个电源系统的特点是：不论AB两点间负载瞬态电流如何变化，都能保证AB两点间的电压保持稳定，即AB两点间电压变化很小。
图片2电源部分
我们可以用一个等效电源模型表示上面这个复合的电源系统，如图3
图3等效电源
对于这个电路可写出如下等式：
（公式2）
我们的最终设计目标是，不论AB两点间负载瞬态电流如何变化，都要保持AB两点间电压变化范围很小，根据公式2，这个要求等效于电源系统的阻抗Z要足够低。在图2中，我
们是通过去耦电容来达到这一要求的，因此从等效的角度出发，可以说去耦电容降低了电
源系统的阻抗。另一方面，从电路原理的角度来说，可得到同样结论。电容对于交流信号呈现低阻抗特性，因此加入电容，实际上也确实降低了电源系统的交流阻抗。
从阻抗的角度理解电容退耦，可以给我们设计电源分配系统带来极大的方便。实际上，电源分配系统设计的最根本的原则就是使阻抗最小。最有效的设计方法就是在这个原则指导下产生的。
正确使用电容进行电源退耦，必须了解实际电容的频率特性。理想电容器在实际中是不存在的，这就是为什么经常听到“电容不仅仅是电容”的原因。
实际的电容器总会存在一些寄生参数，这些寄生参数在低频时表现不明显，但是高频情况下，其重要性可能会超过容值本身。图4是实际电容器的SPICE模型，图中，ESR代表等
效串联电阻，ESL代表等效串联电感或寄生电感，C为理想电容。
图4电容模型
等效串联电感（寄生电感）无法消除，只要存在引线，就会有寄生电感。这从磁场能量变化的角度可以很容易理解，电流发生变化时，磁场能量发生变化，但是不可能发生能量跃变，表现出电感特性。寄生电感会延缓电容电流的变化，电感越大，电容充放电阻抗就越大，反应时间就越长。等效串联电阻也不可消除的，很简单，因为制作电容的材料不是超导体。
讨论实际电容特性之前，首先介绍谐振的概念。对于图4的电容模型，其复阻抗为：
（公式3）
当频率很低时，远小于，整个电容器表现为电容性，当频率很高时，大于，
电容器此时表现为电感性，因此“高频时电容不再是电容”，而呈现为电感。当
时，，此时容性阻抗矢量与感性阻抗之差为0，电容
的总阻抗最小，表现为纯电阻特性。该频率点就是电容的自谐振频率。自谐振频率点是区分电容是容性还是感性的分界点，高于谐振频率时，“电容不再是电容”，因此退耦作用将
下降。因此，实际电容器都有一定的工作频率范围，只有在其工作频率范围内，电容才具有很好的退耦作用，使用电容进行电源退耦时要特别关注这一点。寄生电感（等效串联电感）是电容器在高于自谐振频率点之后退耦功能被消弱的根本原因。图5显示了一个实际
的0805封装0.1uF陶瓷电容，其阻抗随频率变化的曲线。
图5电容阻抗特性
电容的自谐振频率值和它的电容值及等效串联电感值有关，使用时可查看器件手册，了解该项参数，确定电容的有效频率范围。下面列出了AVX生产的陶瓷电容不同封装的各项参
数值。
封装0402 0603 0805 1206 ESL（nH）ESR（欧姆）0.4
0.5
0.6
1
0.06
0.098
0.079
0.12
1210 1812 2220 0.9
1.4
1.6
0.12
0.203
0.285
电容的等效串联电感和生产工艺和封装尺寸有关，同一个厂家的同种封装尺寸的电容，其等效串联电感基本相同。通常小封装的电容等效串联电感更低，宽体封装的电容比窄体封装的电容有更低的等效串联电感。
既然电容可以看成RLC串联电路，因此也会存在品质因数，即Q值，这也是在使用电容时
的一个重要参数。
电路在谐振时容抗等于感抗，所以电容和电感上两端的电压有效值必然相等，电容上的电压有效值UC=I*1/ωC=U/ωCR=QU，品质因数Q=1/ωCR，这里I是电路的总电流。电感上的电压有效值UL=ωLI=ωL*U/R=QU，品质因数Q=ωL/R。因为：UC=UL所以Q=1/ωCR=ωL/R。电容上的电压与外加信号电压U之比UC/U=（I*1/ωC）/RI=1/ωCR=Q。电感上的电压与外加信号电压U之比UL/U=ωLI/RI=ωL/R=Q。从上面分析可见，电路的品质因数越高，电感或电容上的电压比外加电压越高。
图6Q值的影响
Q值影响电路的频率选择性。当电路处于谐振频率时，有最大的电流，偏离谐振频率时总电流减小。我们用I/I0表示通过电容的电流与谐振电流的比值，即相对变化率。表示频率
偏离谐振频率程度。图6显示了I/I0与关系曲线。这里有三条曲线，对应三个不同的Q值，其中有Q1>Q2>Q3。从图中可看出当外加信号频率ω偏离电路的谐振频率ω0
时，I/I0均小于1。Q值越高在一定的频偏下电流下降得越快，其谐振曲线越尖锐。也就
是说电路的选择性是由电路的品质因素Q所决定的，Q值越高选择性越好。
在电路板上会放置一些大的电容，通常是坦电容或电解电容。这类电容有很低的ESL，但是ESR很高，因此Q值很低，具有很宽的有效频率范围，非常适合板级电源滤波。