专家设计分享：旁路电容设计参考详解

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透彻详解（3）旁路电容100nF_0.1uF的由来计算

透彻详解（3）旁路电容100nF_0.1uF的由来计算前⼀节我们已经详细解释了旁路电容在数字电路系统中所起的基本且重要作⽤，即储能与为⾼频噪声电流提供低阻抗路径，尽管还并未给旁路电容的这些功能概括⼀个“⾼⼤上”的名字，然⽽旁路电容所起的终极作⽤就是为了电源完整性（Power Integrity, PI），它与信号完整性（Signal Integrity, SI）均为⾼速数字PCB设计中的重要组成部分，后续有机会我们将会进⾏详细讲解。

事实上，旁路电容的这两个基本功能在某种意义上来讲是完全统⼀的：你可以认为旁路电容的储能为⾼频开关切换（充电）提供瞬间电荷，从⽽避免开关产⽣的⾼频噪声向距离芯⽚更远的⽅向扩散，因为开关切换需要的能量已经在靠近芯⽚的旁路电容中获取到了，你也可以认为旁路电容提供了⾼频噪声电流的低阻抗路径，从⽽避免了⾼频开关时需要向更远的电源索取瞬间电荷能量。

有⼀定经验的⼯程师都会发现：旁路电容的容值⼤多数为0.1uF（100nF），这也是数字电路中最常见的，如下图所⽰为FPGA芯⽚的旁路电容：那这个值是怎么来的呢？这⼀节我们就来讨论⼀下这个问题。

前⾯已经提到过，实际的电容器都有⾃谐振频率，考虑到这个因素，作为数字电路旁路电容的容量⼀般不超过 1uF，当然，容量太⼩也不⾏，因为储存的电荷⽆法满⾜开关切换时瞬间要求的电荷，那旁路电容的容量到底应该⾄少需要多⼤呢？我们⽤最简单的反相器逻辑芯⽚（74HC04）实例计算⼀下就知道了。

实际芯⽚的每个逻辑门基本结构如下图所⽰（以下均来⾃Philips 74HC04数据⼿册）⽽每个CMOS反相器的基本结构如下图所⽰（具体参考⽂章【逻辑门（1）】）：每个逻辑⾮门（Gate）由三个反相器串联组成，如下图所⽰（芯⽚为什么会这样设计可参考⽂章“逻辑门”）：上图中，C I表⽰芯⽚信号引脚的输⼊电容（Input capacitance），C L表⽰输出负载电容（Output Load capacitance）。

旁路电容使用和选择

简介旁路电容常见于电子设备的每个工作部分。

大多数工程师都知道要对系统、电路甚至每个芯片进行旁路。

很多时候我们选择旁路电容是根据过往的设计经验而没有针对具体电路进行优化。

本应用指南旨在对看似简单的旁路电容的设计思路进行探讨。

在分析为什么要使用旁路电容之后，我们会介绍有关电容基础知识、等效电路、电介质所用材料和电容类型。

接下来对旁路电容的主要功能和使用场合进行区分。

与仅工作在高频的电路不同，会产生大尖峰电流的电路有不同的旁路需求。

另外还会讨论一些有针对性的问题，如,运用多个旁路电容以及电路板布局的重要性。

最后，我们给出了四个具体的示例。

这四个例子涉及了高、低电流和高、低频率。

为什么要使用旁路电容非常常见（和相当令人痛心）的是用面包板搭建一个理想配置电路时，经常会遇到电路运行不稳定或者根本就不能运行的情况（见图1）。

来自电源、内部IC 电路或邻近IC 的噪声可能被耦合进电路。

连接导线和电路连接起到了天线的作用而电源电压产生变化，电流随之不稳定。

图2所示为通过示波器所观察到的电源引脚上的信号波形。

图2. 示波器所观察到的同相放大器直流电源引脚的波形我们可以看到，直流电压附近有很多高频噪音(约10mV P-P ) 。

此外，还有之前提到的幅度超出50mVr 的周期性电压脉冲。

因假定电源为稳定值（恒定为直流电压），那么任何干扰都将被直接耦合到电路并可能因此导致电路不稳定。

电源的第一道抗噪防线是旁路电容。

通过储存电荷抑制电压降并在有电压尖峰产生时放电，旁路电容消除了电源电压的波动。

旁路电容为电源建立了一个对地低阻抗通道，在很宽频率范围内都可具有上述抗噪功能。

要选择最合适的旁路电容，我们要先回答四个问题： 1、需要多大容值的旁路电容2、如何放置旁路电容以使其产生最大功效3、要使我们所设计的电路/系统要工作在最佳状态，应选择何种类型的旁路电容？4、隐含的第四个问题----所用旁路电容采用什么样的封装最合适？（这取决于电容大小、电路板空间以及所选电容的类型。

电源设计中的电容应用实例详解

电源设计中的电容应用实例时间：2011-07-01 235次阅读【网友评论0条我要评论】收藏电源往往是我们在电路设计过程中最容易忽略的环节。

其实，作为一款优秀的设计，电源设计应当是很重要的，它很大程度影响了整个系统的性能和成本。

这里，只介绍一下电路板电源设计中的电容使用情况。

这往往又是电源设计中最容易被忽略的地方。

很多人搞ARM，搞DSP，搞FPGA，乍一看似乎搞的很高深，但未必有能力为自己的系统提供一套廉价可靠的电源方案。

这也是我们国产电子产品功能丰富而性能差的一个主要原因，根源是研发风气吧，大多研发工程师毛燥、不踏实;而公司为求短期效益也只求功能丰富，只管今天杀鸡饱餐一顿，不管明天还有没有蛋，“路有饿死骨”也不值得可惜。

言归正转，先跟大家介绍一下电容。

大家对电容的概念大多还停留在理想的电容阶段，一般认为电容就是一个C。

却不知道电容还有很多重要的参数，也不知道一个1uF的瓷片电容和一个1uF的铝电解电容有什么不同。

实际的电容可以等效成下面的电路形式：C：电容容值。

一般是指在1kHz，1V 等效AC电压，直流偏压为0V情况下测到的，不过也可有很多电容测量的环境不同。

但有一点需注意，电容值C本身是会随环境发生改变的。

ESL：电容等效串联电感。

电容的管脚是存在电感的。

在低频应用时感抗较小，所以可以不考虑。

当频率较高时，就要考虑这个电感了。

举个例子，一个0805封装的0.1uF贴片电容，每管脚电感1.2nH，那么ESL是2.4nH，可以算一下C和ESL的谐振频率为10MHz左右，当频率高于10MHz，则电容体现为电感特性。

ESR：电容等效串联电阻。

无论哪种电容都会有一个等效串联电阻，当电容工作在谐振点频率时，电容的容抗和感抗大小相等，于是等效成一个电阻，这个电阻就是ESR。

因电容结构不同而有很大差异。

铝电解电容ESR一般由几百毫欧到几欧，瓷片电容一般为几十毫欧，钽电容介于铝电解电容和瓷片电容之间。

下面我们看一些X7R材质瓷片电容的频率特性：当然，电容相关的参数还有很多，不过，设计中最重要的还是C和ESR。

旁路电容使用和选择

简介旁路电容常见于电子设备的每个工作部分。

大多数工程师都知道要对系统、电路甚至每个芯片进行旁路。

很多时候我们选择旁路电容是根据过往的设计经验而没有针对具体电路进行优化。

本应用指南旨在对看似简单的旁路电容的设计思路进行探讨。

在分析为什么要使用旁路电容之后，我们会介绍有关电容基础知识、等效电路、电介质所用材料和电容类型。

接下来对旁路电容的主要功能和使用场合进行区分。

与仅工作在高频的电路不同，会产生大尖峰电流的电路有不同的旁路需求。

另外还会讨论一些有针对性的问题，如,运用多个旁路电容以及电路板布局的重要性。

最后，我们给出了四个具体的示例。

这四个例子涉及了高、低电流和高、低频率。

来自电源、内部IC 电路或邻近IC 的噪声可能被耦合进电路。

连接导线和电路连接起到了天线的作用而电源电压产生变化，电流随之不稳定。

图2所示为通过示波器所观察到的电源引脚上的信号波形。

图2. 示波器所观察到的同相放大器直流电源引脚的波形我们可以看到，直流电压附近有很多高频噪音(约10mV P-P ) 。

此外，还有之前提到的幅度超出50mVr 的周期性电压脉冲。

因假定电源为稳定值（恒定为直流电压），那么任何干扰都将被直接耦合到电路并可能因此导致电路不稳定。

电源的第一道抗噪防线是旁路电容。

通过储存电荷抑制电压降并在有电压尖峰产生时放电，旁路电容消除了电源电压的波动。

旁路电容为电源建立了一个对地低阻抗通道，在很宽频率范围内都可具有上述抗噪功能。

电容（2）旁路电容工作原理深度解析

电容（2）旁路电容⼯作原理深度解析旁路电容（bypass capacitor）在⾼速数字逻辑电路中尤为常见，它的作⽤是在正常的通道（信号或电源，本⽂以电源旁路电容为例）旁边建⽴另外⼀个对⾼频噪声成分阻抗⽐较低的通路，从⽽将⾼频噪声成分从有⽤的信号⽤滤除，也因此⽽得名，如下图所⽰：通常我们见到的旁路电容位置如下图所⽰：如果是⾼密度BGA（Ball Grid Array）封装芯⽚，则旁路电容通常会放在PCB底层（芯⽚的正下⽅），这些旁路电容会使⽤过孔扇出（Fanout）后与芯⽚的电源与地引脚连接，如下图所⽰：更有甚者，很多⾼速处理器芯⽚（通常也是BGA封装）在出⼚时，已经将旁路电容贴在芯⽚上，如下图所⽰：台式电脑的CPU（Central Processing Unit）⼀般都是⽤CPU插槽进⾏安装，很多CPU芯⽚的背⾯（是芯⽚的背⾯，⽽不是贴芯⽚的PCB板背⾯）也会有很多旁路电容，如下图所⽰：总之，旁路电容的位置总是会与主芯⽚越来越靠近，原理图设计⼯程师在进⾏电路设计时，也通常会将这些旁路电容的PCB LAYOUT要点标记起来，⽤来指导PCB布局布线⼯程师，如下图所⽰：那么这⾥就有两个问题了:（1）为什么旁路电容⼀定要与主芯⽚尽可能地靠近？（2）为什么⼤多数旁路电容的值都是0.1uF（104）？这是巧合吗？要讲清楚这两个问题，⾸先我们应该理解旁路电容存在的意义，很多⼈分不清滤波电容、旁路电容，其实本质上两者是没有任何区别，只不过在细节上对电容的要求有所不同。

⽆论电容的应⽤场合名称叫什么，基本的（也是共同的）⼀点特性总是不会变的：储能。

电容的这⼀特性使得外部供电电源有所波动时，与电容并联的对象两端的电压所受的影响减⼩，如下图所⽰：上图中，我们⽤开关K1来模拟扰动的来源，很明显，每⼀次开关K1闭合或断开时，在电阻R1与R2的分压下，电阻R2两端的电压（V DD）都是会实时跟随变化的（即波动很⼤），只不过电压幅度不⼀致⽽已，我们认为开关的切换动作已经产⽣了电源噪声。

旁路电容和耦合电容详解讲解

关于旁路电容和耦合电容精讲从电路来说,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高一条低阻抗泄防途径.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.去耦电容的选用并不严格,可按C=1/F,即10MHz取0.1μF,100MHz 取0.01μF.分布电容是指由非形态电容形成的一种分布参数.一般是指在印制板或其他形态的电路形式,在线与线之间、印制板的上下层之间形成的电容.这种电容的容量很小,但可能对电路形成一定的影响.在对印制板进行设计时一定要充分考虑这种影响,尤其是在工作频率很高的时候.也成为寄生电容,制造时一定会产生,只是大小的问题.布高速PCB时,过孔可以减少板层电容,但会增加电感.分布电感是指在频率提高时,因导体自感而造成的阻抗增加.电容器选用及使用注意事项:1,一般在低频耦合或旁路,电气特性要求较低时,可选用纸介、涤纶电容器;在高频高压电路中,应选用云母电容器或瓷介电容器;在电源滤波和退耦电路中,可选用电解电容器.2,在振荡电路、延时电路、音调电路中,电容器容量应尽可能与计算值一致.在各种滤波及网(选频网络),电容器容量要求精确;在退耦电路、低频耦合电路中,对同两级精度的要求不太严格.3,电容器额定电压应高于实际工作电压,并要有足够的余地,一般选用耐压值为实际工作电压两倍以上的电容器.4,优先选用绝缘电阻高,损耗小的电容器,还要注意使用环境.我们知道,一般我们所用的电容最重要的一点就是滤波和旁路,我在设计中也正是这么使用的.对于高频杂波,一般我的经验是不要过大的电容,因为我个人认为,过大的电容虽然对于低频的杂波过滤效果也许比较好,但是对于高频的杂波,由于其谐振频率的下降,使得对于高频杂波的过滤效果不很理想.所以电容的选择不是容量越大越好.疑问点:1.以上都是我的经验,没有理论证实,希望哪位可以在理论在帮忙解释一下是否正确.或者推荐一个网页或者网站.2.是不是超过了谐振频率,其阻抗将大大增加,所以对高频的过滤信号,其作用就相对减小了呢?3.理想的滤波点是不是在谐振频率这点上???(没有搞懂中)4.以前只知道电容的旁路作用是隔直通交,现在具体于PCB设计中,电容的这一旁路作用具体体现在哪里?在用电容抑制电磁骚扰时,最容易忽视的问题就是电容引线对滤波效果的影响.电容器的容抗与频率成反比,正是利用这一特性,将电容并联在信号线与地线之间起到对高频噪声的旁路作用.然而,在实际工程中,很多人发现这种方法并不能起到预期滤除噪声的效果,面对顽固的电磁噪声束手无策.出现这种情况的一个原因是忽略了电容引线对旁路效果的影响. 实际电容器的电路模型是由等效电感(ESL)、电容和等效电阻(ESR)构成的串联网络. 理想电容的阻抗是随着频率的升高降低,而实际电容的阻抗是图1所示的网络的阻抗特性,在频率较低的时候,呈现电容特性,即阻抗随频率的增加而降低,在某一点发生谐振,在这点电容的阻抗等于等效串联电阻ESR.在谐振点以上,由于ESL的作用,电容阻抗随着频率的升高而增加,这是电容呈现电感的阻抗特性.在谐振点以上,由于电容的阻抗增加,因此对高频噪声的旁路作用减弱,甚至消失. 电容的谐振频率由ESL和C共同决定,电容值或电感值越大,则谐振频率越低,也就是电容的高频滤波效果越差.ESL 除了与电容器的种类有关外,电容的引线长度是一个十分重要的参数,引线越长,则电感越大,电容的谐振频率越低.因此在实际工程中,要使电容器的引线尽量短.根据LC电路串联谐振的原理,谐振点不仅与电感有关,还与电容值有关,电容越大,谐振点越低.许多人认为电容器的容值越大,滤波效果越好,这是一种误解.电容越大对低频干扰的旁路效果虽然好,但是由于电容在较低的频率发生了谐振,阻抗开始随频率的升高而增加,因此对高频噪声的旁路效果变差.表1是不同容量瓷片电容器的自谐振频率,电容的引线长度是 1.6mm(你使用的电容的引线有这么短吗?).表1电容值自谐振频率(MHz) 电容值自谐振频率(MHz)1m F 1.7 820 pF 38.50.1m F 4 680 pF 42.50.01m F 12.6 560 pF 453300pF 19.3 470 pF 491800 pF 25.5 390 pF 541100pF 33 330 pF 60 尽管从滤除高频噪声的角度看,电容的谐振是不希望的,但是电容的谐振并不是总是有害的.当要滤除的噪声频率确定时,可以通过调整电容的容量,使谐振点刚好落在骚扰频率上.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高一条低阻抗泄防途径.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.去耦和旁路都可以看作滤波.正如ppxp所说,去耦电容相当于电池,避免由于电流的突变而使电压下降,相当于滤纹波.具体容值可以根据电流的大小、期望的纹波大小、作用时间的大小来计算.去耦电容一般都很大,对更高频率的噪声,基本无效.旁路电容就是针对高频来的,也就是利用了电容的频率阻抗特性.电容一般都可以看成一个RLC串联模型.在某个频率,会发生谐振,此时电容的阻抗就等于其ESR.如果看电容的频率阻抗曲线图,就会发现一般都是一个V形的曲线.具体曲线与电容的介质有关,所以选择旁路电容还要考虑电容的介质,一个比较保险的方法就是多并几个电容.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.去耦电容的选用并不严格,可按C=1/F,即10MHz取0.1μF,100MHz 取0.01μF.一般来说,容量为uf级的电容,象电解电容或钽电容,他的电感较大,谐振频率较小,对低频信号通过较好,而对高频信号,表现出较强的电感性,阻抗较大,同时,大电容还可以起到局部电荷池的作用,可以减少局部的干扰通过电源耦合出去;容量为0.001~0.1uf的电容,一般为陶瓷电容或云母电容,电感小,谐振频率高,对高频信号的阻抗较小,可以为高频干扰信号提供一条旁路,减少外界对该局部的耦合干扰,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(bypass)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(decoupling,也称退耦)电容是把输出信号的干扰作为滤除对象.在供电电源和地之间也经常连接去耦电容,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.我来总结一下,旁路实际上就是给高频干扰提供一个到地的能量释放途径,不同的容值可以针对不同的频率干扰.所以一般旁路时常用一个大贴片加上一个小贴片并联使用.对于相同容量的电容的Q值我认为会影响旁路时高频干扰释放路径的阻抗,直接影响旁路的效果,对于旁路来说,希望在旁路作用时,电容的等效阻抗越小越好,这样更利于能量的排泄.数字电路输出信号电平转换过程中会产生很大的冲击电流,在供电线和电源内阻上产生较大的压降,使供电电压产生跳变,产生阻抗噪声(亦称开关噪声),形成干扰源.一、冲击电流的产生:(1)输出级控制正负逻辑输出的管子短时间同时导通,产生瞬态尖峰电流(2)受负载电容影响,输出逻辑由“0”转换至“1”时,由于对负载电容的充电而产生瞬态尖峰电流. 瞬态尖峰电流可达50ma,动作时间大约几ns至几十ns.二、降低冲击电流影响的措施:(1)降低供电电源内阻和供电线阻抗(2)匹配去耦电容三、何为去耦电容在ic(或电路)电源线端和地线端加接的电容称为去耦电容.四、去耦电容如何取值去耦电容取值一般为0.01~0.1uf,频率越高,去耦电容值越小.五、去耦电容的种类(1)独石 (2)玻璃釉 (3)瓷片 (4)钽六、去耦电容的放置去耦电容应放置于电源入口处,连线应尽可能短.旁路电容不是理论概念,而是一个经常使用的实用方法,在50 -- 60年代,这个词也就有它特有的含义,现在已不多用.电子管或者晶体管是需要偏置的,就是决定工作点的直流供电条件.例如电子管的栅极相对于阴极往往要求加有负压,为了在一个直流电源下工作,就在阴极对地串接一个电阻,利用板流形成阴极的对地正电位,而栅极直流接地,这种偏置技术叫做“自偏”,但是对(交流)信号而言,这同时又是一个负反馈,为了消除这个影响,就在这个电阻上并联一个足够大的点容,这就叫旁路电容.后来也有的资料把它引申使用于类似情况.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.去耦电容的选用并不严格,可按C=1/F,即10MHz取0.1μF,100MHz取0.01μF.一般来说,容量为uf级的电容,象电解电容或钽电容,他的电感较大,谐振频率较小,对低频信号通过较好,而对高频信号,表现出较强的电感性,阻抗较大,同时,大电容还可以起到局部电荷池的作用,可以减少局部的干扰通过电源耦合出去;容量为0.001~0.1uf的电容,一般为陶瓷电容或云母电容,电感小,谐振频率高,对高频信号的阻抗较小,可以为高频干扰信号提供一条旁路,减少外界对该局部的耦合干扰旁路是把前级或电源携带的高频杂波或信号滤除;去藕是为保正输出端的稳定输出(主要是针对器件的工作)而设的“小水塘”,在其他大电流工作时保证电源的波动范围不会影响该电路的工作;补充一点就是所谓的藕合:是在前后级间传递信号而不互相影响各级静态工作点的元件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.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.很多电子产品中,电容器都是必不可少的电子元器件,它在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源和退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等.由于电容器的类型和结构种类比较多,因此,使用者不仅需要了解各类电容器的性能指标和一般特性,而且还必须了解在给定用途下各种元件的优缺点、机械或环境的限制条件等.本文介绍电容器的主要参数及应用,可供读者选择电容器种类时用.1、标称电容量(CR):电容器产品标出的电容量值.云母和陶瓷介质电容器的电容量较低(大约在5000pF以下);纸、塑料和一些陶瓷介质形式的电容量居中(大约在0005μF10μF);通常电解电容器的容量较大.这是一个粗略的分类法.2、类别温度范围:电容器设计所确定的能连续工作的环境温度范围,该范围取决于它相应类别的温度极限值,如上限类别温度、下限类别温度、额定温度(可以连续施加额定电压的最高环境温度)等.3、额定电压(UR):在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下,可以连续施加在电容器上的最大直流电压或最大交流电压的有效值或脉冲电压的峰值.电容器应用在高压场合时,必须注意电晕的影响.电晕是由于在介质/电极层之间存在空隙而产生的,它除了可以产生损坏设备的寄生信号外,还会导致电容器介质击穿.在交流或脉动条件下,电晕特别容易发生.对于所有的电容器,在使用中应保证直流电压与交流峰值电压之和不的超过直流电压额定值.4、损耗角正切(tgδ):在规定频率的正弦电压下,电容器的损耗功率除以电容器的无功功率.这里需要解释一下,在实际应用中,电容器并不是一个纯电容,其内部还有等效电阻,它的简化等效电路如下图所示.图中C为电容器的实际电容量,Rs是电容器的串联等效电阻,Rp是介质的绝缘电阻,Ro是介质的吸收等效电阻.对于电子设备来说,要求Rs愈小愈好,也就是说要求损耗功率小,其与电容的功率的夹角δ要小.这个关系用下式来表达: tgδ=Rs/Xc=2πf×c×Rs 因此,在应用当中应注意选择这个参数,避免自身发热过大,以减少设备的失效性.5、电容器的温度特性:通常是以20℃基准温度的电容量与有关温度的电容量的百分比表示.补充:1、电容在电路中一般用“C”加数字表示(如C13表示编号为13的电容).电容是由两片金属膜紧靠,中间用绝缘材料隔开而组成的元件.电容的特性主要是隔直流通交流.电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小,电容对交流信号的阻碍作用称为容抗,它与交流信号的频率和电容量有关.容抗XC=1/2πf c (f表示交流信号的频率,C表示电容容量)电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容等.2、识别方法:电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同,分直标法、色标法和数标法3种.电容的基本单位用法拉(F)表示,其它单位还有:毫法(mF)、微法(uF)、纳法(nF)、皮法(pF).其中:1法拉=103毫法=106微法=109纳法=1012皮法容量大的电容其容量值在电容上直接标明,如10 uF/16V容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示字母表示法:1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF数字表示法:一般用三位数字表示容量大小,前两位表示有效数字,第三位数字是倍率.如:102表示10×102PF=1000PF 224表示22×104PF=0.22 uF3、电容容量误差表符号 F G J K L M允许误差±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20%如:一瓷片电容为104J表示容量为0. 1 uF、误差为±5%.6使用寿命:电容器的使用寿命随温度的增加而减小.主要原因是温度加速化学反应而使介质随时间退化.7绝缘电阻:由于温升引起电子活动增加,因此温度升高将使绝缘电阻降低.电容器包括固定电容器和可变电容器两大类,其中固定电容器又可根据所使用的介质材料分为云母电容器、陶瓷电容器、纸/塑料薄膜电容器、电解电容器和玻璃釉电容器等;可变电容器也可以是玻璃、空气或陶瓷介质结构.以下附表列出了常见电容器的字母符号.电容分类介绍名称:聚酯(涤纶)电容(CL)符号:电容量:40p--4u额定电压:63--630V主要特点:小体积,大容量,耐热耐湿,稳定性差应用:对稳定性和损耗要求不高的低频电路名称:聚苯乙烯电容(CB)符号:电容量:10p--1u额定电压:100V--30KV主要特点:稳定,低损耗,体积较大应用:对稳定性和损耗要求较高的电路名称:聚丙烯电容(CBB)符号:电容量:1000p--10u额定电压:63--2000V主要特点:性能与聚苯相似但体积小,稳定性略差应用:代替大部分聚苯或云母电容,用于要求较高的电路名称:云母电容(CY)符号:电容量:10p--0.1u额定电压:100V--7kV主要特点:高稳定性,高可靠性,温度系数小应用:高频振荡,脉冲等要求较高的电路名称:高频瓷介电容(CC)符号:电容量:1--6800p额定电压:63--500V主要特点:高频损耗小,稳定性好应用:高频电路名称:低频瓷介电容(CT)符号:电容量:10p--4.7u额定电压:50V--100V主要特点:体积小,价廉,损耗大,稳定性差应用:要求不高的低频电路名称:玻璃釉电容(CI)符号:电容量:10p--0.1u额定电压:63--400V主要特点:稳定性较好,损耗小,耐高温(200度) 应用:脉冲、耦合、旁路等电路名称:铝电解电容符号:电容量:0.47--10000u额定电压:6.3--450V主要特点:体积小,容量大,损耗大,漏电大应用:电源滤波,低频耦合,去耦,旁路等名称:钽电解电容(CA)铌电解电容(CN)符号:电容量:0.1--1000u额定电压:6.3--125V主要特点:损耗、漏电小于铝电解电容应用:在要求高的电路中代替铝电解电容名称:空气介质可变电容器符号:可变电容量:100--1500p主要特点:损耗小,效率高;可根据要求制成直线式、直线波长式、直线频率式及对数式等应用:电子仪器,广播电视设备等名称:薄膜介质可变电容器符号:可变电容量:15--550p主要特点:体积小,重量轻;损耗比空气介质的大应用:通讯,广播接收机等名称:薄膜介质微调电容器符号:可变电容量:1--29p主要特点:损耗较大,体积小应用:收录机,电子仪器等电路作电路补偿名称:陶瓷介质微调电容器符号:可变电容量:0.3--22p主要特点:损耗较小,体积较小应用:精密调谐的高频振荡回路名称:独石电容最大的缺点是温度系数很高,做振荡器的稳漂让人受不了,我们做的一个555振荡器,电容刚好在7805旁边,开机后,用示波器看频率,眼看着就慢慢变化,后来换成涤纶电容就好多了.独石电容的特点:电容量大、体积小、可靠性高、电容量稳定,耐高温耐湿性好等.应用范围:广泛应用于电子精密仪器.各种小型电子设备作谐振、耦合、滤波、旁路.容量范围:0.5PF--1UF耐压:二倍额定电压.里面说独石又叫多层瓷介电容,分两种类型,1型性能挺好,但容量小,一般小于0.2U,另一种叫II型,容量大,但性能一般.就温漂而言:独石为正温糸数+130左右,CBB为负温系数-230,用适当比例并联使用,可使温漂降到很小. 就价格而言:钽,铌电容最贵,独石,CBB较便宜,瓷片最低,但有种高频零温漂黑点瓷片稍贵.云母电容Q值较高,也稍贵.。

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。

关于旁路电容的选择

关于旁路电容的深度对话通过一次关于基本知识的对话，让我们深入考察那没有什么魅力但是极其关键的旁路电容和去耦电容。

编辑引言：旁路电容是关注度低、没有什么魅力的元器件，一般来说，在许多专题特写中不把它作为主题，但是，它对于成功、可靠和无差错的设计是关键。

来自Intersil公司的作者David Ritter 和Tamara Schmitz参加了关于该主题的进一步对话。

本文是对话的第一部分。

Dave和Tamara信仰辩论的价值、教育的价值以及谦虚地深入讨论核心问题的价值；简而言之，为了获取知识而展开对一个问题的讨论。

下面请“聆听”并学习。

David: 有一种观念认为，当我们做旁路设计时，我们对低频成分要采用大电容(微法级)，而对高频成分要采用小电容(纳法或皮法级)。

Tamara: 我赞成，那有什么错吗？David: 那听起来很好并且是有意义的，但是，问题在于当我在实验室中验证那个规则时并未得到我们想要的结果！我要向您发出挑战，Tamara博士。

Tamara: 好啊！我无所畏惧。

David: 让我们看看，你有一个电压调整器并且它需要电源。

电源线具有一些串联阻抗(通常是电感以及电阻)，这样对于短路来说，它在瞬间提供的电流就不会出现大变化。

它需要有一个局部电容供电，如图1所示。

(原文件名:图1：旁路电容的功能.jpg)图1：旁路电容的功能。

Tamara: 我到目前均赞成你的观点。

那就是旁路的定义。

Dave，接着说吧。

David: 例如，有些人可能用0.1 μF电容进行旁路。

他们也可能用一个1000pF的电容紧挨着它以处理更高的频率。

如果我们已经采用了一个0.1 μF的电容，那么，紧挨着它加一个1000pF电容就没有意义。

它会增加1%的容值，谁会在意？Tamara: 然而，除了电容值之外，有更多要研究的内容。

这两种数值的电容均不理想。

David: 我们必须考察0.1 μF的实际电路；它存在有效串联电阻(ESR)以及有效串联电感(ESL)。

stm32 4对电源的旁路电容

STM32是一种广泛应用于嵌入式系统的微控制器，而4对电源的旁路电容是其电路设计中的重要部分。

在这篇文章中，我将深入探讨STM32 4对电源的旁路电容的概念、作用、原理和实际应用，并共享我的个人观点和理解。

1. 概念和作用在STM32微控制器电路设计中，4对电源的旁路电容是用来过滤电源噪声、提供稳定的电源供应和保护芯片的关键元件。

它们通过与电源线并联，可以吸收电源线上的高频噪声，同时提供瞬时的电流支持，保证芯片正常工作。

2. 原理4对电源的旁路电容依靠其电容器的特性来实现对电源线上噪声的消除。

当电源线上出现高频噪声时，电容器可以吸收这些噪声并将其转化为微弱的电流，从而保证芯片受到的电源干扰最小化、稳定性最大化，确保系统正常运行。

3. 实际应用在STM32微控制器的电路设计中，4对电源的旁路电容需要根据硬件设计要求和电路特性进行合理的选择和布局。

通常情况下，这些电容应该分布在芯片的不同电源引脚附近，以确保对不同电源的支持并且最大限度地消除噪声。

总结：在STM32微控制器的电路设计中，4对电源的旁路电容扮演着至关重要的角色。

它们通过过滤电源噪声、提供稳定的电源供应和保护芯片，确保了系统的稳定性和可靠性。

个人观点和理解：在实际的电路设计中，我深深体会到了4对电源的旁路电容的重要性。

它不仅仅是一种电路元件，更是保障系统稳定性和可靠性的关键组成部分。

在设计中需要充分考虑并合理布局这些电容，以确保系统的高效运行和长期稳定性。

文章结尾。

4. 基于我个人在嵌入式系统设计中的经验和实践，我发现在选择和布局4对电源的旁路电容时，需要考虑以下几点：要根据系统的功耗和电源需求合理选择电容的参数。

通常情况下，电容的容值越大，对于高频噪声的吸收效果越好，但同时也会增加成本和占用更多的PCB空间。

需要在功耗和成本之间进行权衡，选择适合的电容参数。

布局电容时需要考虑电容的位置和连接方式。

电容应尽量靠近芯片的电源引脚，并通过短而宽的电路线连接，以最大限度地减小电阻和电感对其过滤效果的影响。

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。

去耦电容的选用并不严格，可按C=1/F，即10MHz取0.1μF，100MHz取0.01μF。

分布电容是指由非形态电容形成的一种分布参数。

一般是指在印制板或其他形态的电路形式，在线与线之间、印制板的上下层之间形成的电容。

细说LDO旁路电容选型

▍虽然很多工程师们在解决噪声问题上往往认为电容是一种有效的途径，但是电容本身的作用可不仅于此。

绝大多数噪声问题，工程师们通过添加几个电容得到很好的解决，但很少有去考虑电容和电压额定值之外的参数。

然而，与所有电子器件一样，电容并不完美的，反之，电容会带来寄生等效串联电阻(ESR)和电感(ESL)的问题，并且电容值会随温度和电压而变化，而且电容对机械效应也非常敏感。

▍设计人员在选择旁路电容时，以及电容用于滤波器、积分器、时序电路和实际电容值非常重要的其它应用时，都必须考虑这些因素。

若选择不当，则可能导致电路不稳定、噪声和功耗过大、产品生命周期缩短，以及产生不可预测的电路行为。

▍那么为了保证LDO的性能,必须了解并评估旁通电容的直流偏置、温度变化和容差对所选电容的影响。

此外,在要求低噪声、低漂移或高信号完整性的应用中,也必须认真考虑电容技术。

所有电容都会受到非理想行为的影响,但一些电容技术比其他技术更适合于某些特定应用。

1不同电容技术关键参数对比2输出输入电容选型▪输出电容▍ADI公司LDO设计采用节省空间的小型陶瓷电容工作,但只要考虑ESR值,便可以采用大多数常用电容。

输出电容的ESR会影响LDO控制回路的稳定性。

为了确保LDO 稳定工作,推荐使用至少1μF、ESR为1Ω或更小的电容。

▍输出电容还会影响负载电流变化的瞬态响应。

采用较大的输出电容值可以改善L DO对大负载电流变化的瞬态响应。

图1至3所示为输出电容值分别为1μF、10μF和20μF的ADP151的瞬态响应。

▍因为LDO控制环路的带宽有限,因此输出电容必须提供快速瞬变所需的大多数负载电流。

1μF电容无法持续很长时间供应电流并产生约80mV的负载瞬变。

10μF电容将负载瞬变降低至约70mV。

将输出电容提高至20μF,LDO控制回路就可捕捉并主动降低负载瞬变。

测试条件如表1所示。

测试条件输出负载瞬态响应,COUT = 1 μF输出瞬态负载响应,COUT = 10 μF输出负载瞬态响应,COUT = 20 μF▪输入旁路电容▍在VIN和GND之间连接一个1μF电容可以降低电路对PCB布局的敏感性,特别是在长输入走线或高源阻抗的情况下。

高速PCB中旁路电容的分析

高速PCB中旁路电容的分析关键字：旁路电容插入损耗高频响应环流问题1 引言随着系统体积的减小，工作频率的提高，系统的功能复杂化，这样就需要多个不同的嵌入式功能模块同时工作。

只有各个模块具有良好的EMC和较低的EMI，才能保证整个系统功能的实现。

这就要求系统自身不仅需要具有良好的屏蔽外界干扰的性能，同时还要求在和其他的系统同时工作时，不能对外界产生严重的EMI。

另外，开关电源在高速数字系统设计中的应用越来越广泛，一个系统中往往需要用到多种电源。

不仅电源系统容易受到干扰，而且电源供应时产生的噪声会给整个系统带来严重的EMC问题。

因此，在高速PCB设计中，如何更好的滤除电源噪声是保证良好电源完整性的关键。

本文分析了电容的滤波特性，电容的寄生电感电容的滤波性能带来的影响，以及PCB中的电流环现象，继而针对如何选择旁路电容做出了一些总结。

本文还着重分析了电源噪声和地弹噪声的产生机理并在其基础上对旁路电容在PCB中的各种摆放方式做出了分析和比较。

2 电容的插入损耗特性、频率响应特性与电容的滤波特性2.1 理想电容的插入损耗特性EMI电源滤波器对干扰噪声的抑制能力通常用插入损耗（Insertion Loss）特性来衡量。

插入损耗的定义为：没有滤波器接入时，从噪声源传输到负载的噪声功率P1和接入滤波器后，噪声源传输到负载的噪声功率P2之比，用dB（分贝）表示。

图1是理想电容的插入损耗特性，可以看出，1μF电容对应的插入损耗曲线斜率接近20dB/10倍频。

观察其中某一条插入损耗特性，当频率增加时，电容的插入损耗值是增加的，也就是说P1/P2值是增加的，这意味着系统通过电容滤波以后，能够传输到负载的噪声减少，电容滤除高频噪声的能力增强。

从理想电容的公式分析，当电容一定时，信号频率越高，回路阻抗越低，也即电容易于滤除高频的成分。

从两个方面得出的结论是相同的。

再观察不同电容所对应的曲线，在频率很低的情况下，各种电容所对应的插入损耗值是近似相同的，但是随着频率的增加，小电容的插入损耗值增加的幅度较大电容要慢一些，P1/P2值增加得也就较慢，也就是说大电容更容易滤除低频噪声。

旁路电容的选取和电路设计实例

旁路电容的选取和电路设计实例旁路电容是电路中常用的一种元件，用于提供稳定的电压和去除高频噪声。

在选取和设计旁路电容时，需考虑电压容量、频率响应、ESR和尺寸等方面的因素。

首先，选取旁路电容的电压容量需要满足电路工作的电压要求。

一般情况下，电容的额定电压应大于等于电路所使用的最高电压。

同时，为了保证电容的工作寿命，建议选取略高于实际工作电压的电容。

其次，旁路电容的频率响应也需要考虑。

频率越高，电容的反抗性越大，对去除高频噪声的效果也越好。

常用的旁路电容有铝电解电容、多层陶瓷电容等，根据使用场景选择响应频率范围更宽的电容。

此外，ESR（等效串联电阻）也是选取旁路电容时需要重视的因素之一、ESR值较高的电容对高频噪声的滤波效果较好。

当电容工作在高频环境下时，ESR的影响要大于电容本身的容值。

尺寸也是选取和设计旁路电容时需要考虑的因素之一、尺寸较小的电容会占据较少的板空间，因此在尺寸受限的应用中，可以选择体积较小的陶瓷电容。

但需要注意的是，尺寸较小的电容的容值和电压容量可能会受限。

下面以直流稳压电源的设计为例，说明旁路电容的选取和电路设计。

假设需要设计一个直流稳压电源的输出电压为12V，电路的输入电压范围为18V-24V。

首先需要在电源输入端加一个滤波电容，以去除输入电压中的高频噪声，保证输出电压稳定。

为了滤除高频噪声，可以选择容值较大的铝电解电容，例如1000μF。

然后，在输出端并联一个旁路电容，以进一步稳定输出电压。

根据一般的经验，旁路电容的容值一般选取为输出电阻R与功率二次谐波的比值的十分之一、假设负载电阻R为100Ω，功率二次谐波为10mV，可以计算出旁路电容的容值为1000μF。

在此基础上，还需考虑旁路电容的ESR。

根据选择的电容类型和工作频率，可以通过电容手册查找相应的ESR值。

选择符合要求的电容，并确保ESR值较高，以取得较好的滤波效果。

最后，还需根据电路应用的要求来选择旁路电容的尺寸。

比如，在空间受限的情况下，可以选择体积较小的陶瓷电容。

共射放大电路旁路电容的作用

共射放大电路旁路电容的作用1.引言1.1 概述共射放大电路是一种常用的电子放大电路拓扑结构，具有广泛的应用范围，包括音频放大、射频放大等。

在共射放大电路中，旁路电容扮演着重要的角色。

旁路电容通过连接输入电阻和输入电容的并联电路，可以起到多种作用。

首先，旁路电容可以提高共射放大电路的低频增益。

由于共射放大电路存在输入电容，导致低频信号放大时出现通频增益下降的情况。

而通过在输入电阻与输入电容之间串联一个旁路电容，可以形成一个带通滤波器，可以让低频信号在这个频段内得到放大，从而提高低频增益。

其次，旁路电容还可以提高共射放大电路的高频响应。

在高频信号输入时，输入电容对高频信号的阻抗较小，容易形成短路，导致信号波通过输入电容而不再进入晶体管管子中。

而通过在输入电阻与输入电容之间并联一个旁路电容，可以形成一个高频分流通路，使得高频信号可以选择性地通过旁路电容而不经过输入电容，从而增强高频信号的放大。

此外，旁路电容还能够稳定共射放大电路的工作状态。

它可以提高共射放大电路的稳定性，使其对温度变化和晶体管参数变化等因素的影响减小。

在实际电路中，晶体管的参数可能存在一定的波动，而旁路电容的引入可以通过消除这些参数变化对电路增益的影响，从而提高了电路的稳定性。

综上所述，旁路电容在共射放大电路中发挥着重要的作用。

它可以提高低频增益、改善高频响应并增强电路的稳定性。

因此，在设计共射放大电路时，合理选择旁路电容的数值和位置，对于获得理想的电路性能具有非常重要的意义。

1.2 文章结构本文旨在探讨共射放大电路中旁路电容的作用。

文章结构如下：引言部分将对本文的主题进行概述。

首先，我们将简要介绍共射放大电路的基本原理，包括其工作原理和特点。

接着，我们将详细讨论旁路电容在共射放大电路中的作用及其对电路性能的影响。

在正文部分，我们将首先阐述共射放大电路的基本原理，包括输入和输出特性，以及其作为一种常见的放大电路的应用情况。

然后，我们将重点讨论旁路电容的作用，这是一种常见的在共射放大电路中应用的电容元件。

发射极旁路电容计算_概述说明以及解释

发射极旁路电容计算概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本文旨在探讨发射极旁路电容计算的方法以及其重要性和应用领域。

发射极旁路电容是一种关键的电子元件，对于电路设计和性能优化起到至关重要的作用。

了解和准确计算发射极旁路电容可以帮助工程师们更好地理解其影响因素，并在设计过程中采取相应的措施来优化功耗、提高性能，并满足特定应用的需求。

1.2 文章结构本文将按照以下结构进行组织和呈现：- 引言部分将介绍本文撰写的目的和概述；- 第二部分将详细介绍发射极旁路电容计算的基本概念以及常用方法；- 第三部分将解释影响发射极旁路电容的因素，包括构成元件和材料选择、设计参数以及工艺制造过程；- 第四部分将总结现有方法和工具进行发射极旁路电容计算的步骤和技术，包括理论模型与数值模拟方法、常见软件工具以及实验测试方法；- 最后，第五部分将做出结论和展望未来的研究方向。

1.3 目的本文的目的是提供一个综合性的概述，介绍发射极旁路电容计算的方法以及其影响因素，并探讨现有工具和方法在该领域中的应用。

通过阐述发射极旁路电容计算的重要性和意义，本文将为读者提供一个基于理论和实践的全面指南，帮助他们更好地理解、分析和优化发射极旁路电容，从而提高电子元件及系统设计的性能与可靠性。

2. 发射极旁路电容计算：2.1 基本概念介绍：发射极旁路电容是指存在于放大器中的电容，它位于发射极和集电极之间。

在信号传输过程中，发射极旁路电容对放大器的性能有重要影响。

它会限制放大器的小信号增益，并且可能引起频率响应的变化。

因此，准确计算发射极旁路电容至关重要。

2.2 发射极旁路电容的计算方法：为了准确计算发射极旁路电容，需要考虑以下因素：- 晶体管结构：晶体管的具体结构和材料会直接影响到发射极旁路电容的大小。

- 元件参数：包括晶体管的面积、功耗、输出阻抗等参数都会对发射极旁路电容产生影响。

- 工艺制造：晶体管的制造工艺也会对发射极旁路电容产生一定程度的影响。

选择旁路电容需注意

选择旁路电容需注意设计人员在挑选旁路，以及电容用于、积分器、时序和实际电容值十分重要的其他应用时，都必需考虑这些因素。

若挑选不当，则可能导致电路不稳定、噪声和功耗过大、产品生命周期缩短，以及产生不行预测的电路行为。

电容技术电容具有各种尺寸、额定和其他特性，能够满足不同应用的详细要求。

常用电介质材料包括油、纸、玻璃、空气、云母、聚合物薄膜和金属氧化物。

每种电介质均具有特定属性，打算其是否适合特定的应用。

在电压调整器中，以下三大类电容通常用作电压输入和输出旁路电容：多层陶瓷电容、固态钽电解电容和铝电解电容。

多层陶瓷电容多层陶瓷电容(MLCC)不仅尺寸小，而且将低ESR、低ESL和宽工作温度范围特性融于一体，可以说是旁路电容的首选。

不过，这类电容也并非完善无缺。

按照电介质材料不同，电容值会随着温度、直流偏置和沟通信号电压动态变幻。

另外，电介质材料的压电特性可将振动或机械冲击转换为沟通噪声电压。

大多数状况下，此类噪声往往以微伏计，但在极端状况下，机械力可以产生毫伏级噪声。

电压控制(VCO)、锁相环(PLL)、RF功率(PA)和其他都对供电轨上的噪声十分敏感。

在VCO和PLL中，此类噪声表现为相位噪声;在RF PA中，表现为幅度调制;而在超声、CT扫描以及处理低电平模拟信号的其他应用中，则表现为显示伪像。

尽管陶瓷电容存在上述缺陷，但因为尺寸小且成本低，因此几乎在每种器件中都会用到。

不过，当调整器用在噪声敏感的应用中时，设计人员必需认真评估这些副作用。

固态钽电解电容与陶瓷电容相比，固态钽电容对温度、偏置和振动效应的敏感度相对较低。

新兴一种固态钽电容采纳导电聚合物电解质，而十分见的二氧化锰电解质，其浪涌能力有所提高，而且无须电流限制。

此项技术的第1页共4页。

旁路、耦合、退耦电容的选取

旁路、退耦、耦合电容的选取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1〜10^F的电容，滤除低频噪声；在电路板上的电源与地线之间放置一个0.01〜0.1 H 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？各位看官，如果你是电路设计高手，你可以去干点别的更重要的事情了，因为以下的内容仅是针对我等入门级甚至是门外级菜鸟。

做电路的人都知道需要在芯片附近放一些小电容，至于放多大？放多少？怎么放？将该问题讲清楚的文章很多，只是比较零散的分布于一些前辈的大作中。

鄙人试着采用拾人牙慧的方法将几个问题放在一起讨论，希望能加深对该问题的理解；如果很不幸，这些对你的学习和工作正好稍有帮助，那我不胜荣幸的屁颠屁颠的了。

（以上有些话欠砍，在此申明以上不是我所写）什么是旁路?旁路（Bypass），在电路中为了改变某条支路的频率特性，使得它在某些频段内存在适当的阻值，而在另一些频段内则处于近似短路的状态，于是便产生了旁路电容的概念。

旁路电容之所以为旁路电容，是因为它旁边还存在着一条主路,而并不是某些电容天生就是用来做旁路电容的，也就是说什么种类的电容都可以用来做旁路电容，关键在于电容容值的大小合适与否。

旁路电容并不是电解电容或是陶瓷电容的专利。

之所以低频电路中多数旁路电容都采用电解电容原因在于陶瓷电容容值难以达到所需要的大小。

使用旁路电容的目的就是使旁路电容针对特定频率以上的信号相对于主路来说是短路的。

如图形式：要求旁路电容需要取值的大小;已知：1、旁路电容要将流经电阻R的频率高于f的交流信号近似短路。

求旁路电容的大小？1 2 f?C12 f ?R2 f ?C 2 f ?R解：旁路电容C的目的就是在频率f以上将原本流经R的绝大多数电流短路; 也即频率为f时，容抗远小于电阻值；当f=1khz，R=1k时，C应该远大于0.16uf。

放大电路旁路电容

放大电路旁路电容1. 介绍放大电路旁路电容是一种用于提高放大电路性能的关键元件。

放大电路是电子设备中常见的电路，用于放大输入信号的幅度。

旁路电容则是对放大电路中的直流信号进行滤波的一种电容器。

在本文中，我们将深入探讨放大电路旁路电容的作用、原理、选择和优化等方面的知识。

2. 作用和原理放大电路旁路电容的主要作用是将直流信号旁路，使其不影响放大电路对输入信号的放大。

直流信号在放大电路中会引起偏置点的漂移，从而导致输出信号的失真。

旁路电容通过提供一个低阻抗路径，使直流信号绕过放大电路，从而避免了这种失真。

放大电路旁路电容的原理是利用电容器的特性来实现对直流信号的阻隔。

当电容器充电时，它不会通过直流信号，而当交流信号过来时，电容器则会通过。

这样就达到了旁路直流信号，只放行交流信号的目的。

3. 选择和设计选择和设计放大电路旁路电容时需要考虑以下几个因素：3.1 容值选择旁路电容的容值需要根据放大电路的特点和要求进行选择。

一般来说，容值越大，对直流信号的旁路效果越好。

然而，较大的容值也会导致放大电路的低频响应变差。

因此，在选择容值时需要平衡这两个因素。

3.2 电容器类型选择旁路电容器可以使用不同类型的电容器，如陶瓷电容器、铝电解电容器和钽电解电容器等。

选择电容器类型时需要考虑其特性，如频率响应、频率衰减、漏电流等。

3.3 稳定性旁路电容的稳定性对放大电路的性能起着重要作用。

稳定性好的电容器可以减小电容值的漂移，从而提高放大电路的性能。

3.4 电容器位置选择旁路电容可以放置在放大电路的输入端、输出端或某个中间位置，具体位置的选择需要根据放大电路的特点和要求来决定。

一般来说，在放大电路的输入端和输出端分别放置一个旁路电容是常见的设计方式。

4. 优化和改进为了进一步改善放大电路旁路电容的性能，我们可以考虑以下几种优化和改进方法：4.1 并联旁路电容在放大电路的输入端和输出端并联多个旁路电容，以增加旁路效果和频率响应范围。

一张图诠释如何做好IC电源旁路

一张图诠释如何做好IC电源旁路在大学课堂上电源旁路的概念很少被提到，有的话一般也只是一句话带过，但在实际电路设计中，在制作原理图和PCB时都会特别强调。

可见电源旁路在现实中的重要性有多高。

什么是旁路？旁路是电学中一个很常用而且重要的词汇，意思是：对一个含有交流和直流成分的信号，要让其中的直流成分从一个负载上流过，但不希望信号中的交流成分从负载流过，这时就要用一种电路达到这个目的。

不让某种电流从主电路上流过，而从负载旁边流过，所以叫做旁路。

为什么我们要旁路？旁路的原因是防止不同设备（或同一设备的不同功能模块）在共享同一路电源时高频噪声通过电源路径相互干扰。

那么我们该如何做好旁路？下面一张动态图做了很好的诠释。

从动态图上我们貌似能得到一些与旁路设计相关的结论，究竟有哪些重要因素影响着旁路效果呢？（1）旁路的环路面积过大。

当旁路环路面积过大时，高频噪声从电源正极通过电容到地所走的路径将增大，由于天线效应，过大的电环路将等效为环形天线将高频噪声往外辐射。

（1）接“地”参考平面太小。

“地”是零点电位或信号/噪声的回流路径，因此我们希望“地”的阻抗尽量的小，这样才能给信号和噪声提供一个顺畅的回流路径。

将“地”面积做大是有效降低高频阻抗的有效手段。

（2）电容放置的位置过于远离芯片电容靠近芯片放置能减少噪声路径，减少天线效应。

（3）电容自身寄生参数过大。

大家都知道电容是高通低阻，频越高越能通过电容。

但理想的东西永远只存在于课本理论，实际电容器的电路模型是由等效电感（ESL）、电容和等效电阻（ESR）构成的串联网路，当频率高于此串联网络的谐振频率时，滤波效果将开始减弱。

其中电感分量是由引线和电容结构所决定的，电阻是介质材料所固有的。

因此在做电源旁路时尽量选择寄生参数小的电容（结构更优，引脚更短）。

下面插入一则广告:韬略明星产品BDL滤波器，其美国军工专利结构具有极低的寄生参数，在频域上能降低高频噪声，在时域上能有效抑制电源纹波。