旁路和退耦

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耦合电容和旁路电容

耦合电容和旁路电容

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电容值越大,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。

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。

去耦电容、旁路电容、滤波电容的选择和区别

去耦电容、旁路电容、滤波电容的选择和区别

区别去耦电容去除在期间切换时从⾼高配到配电⽹网中的RF能量量储能作⽤用,供局部化的直流电源,减少跨板浪涌电流在VCC 引脚通常并联⼀一个去耦电容,电容同交隔直将交流分量量从这个电容接地有源器器件在开关时产⽣生的⾼高频开关噪声江燕电源线传播,去耦电容就是提供⼀一个局部的直流给有源器器件,减少开关噪声在板上的传播并且能将噪声引导到地。

如果主要是为了了增加电源和地的交流耦合,减少交流信号对电源的影响,就可以称为去耦电容;旁路路电容从元件或电缆中转移出不不想要的共模 RF 能量量。

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

在电路路中,如果电容起的主要作⽤用是给交流信号提供低阻抗的通路路,就称为旁路路电容;电⼦子电路路中,去耦电容和旁路路电容都是起到抗⼲干扰的作⽤用,电容所处的位置不不同,称呼就不不⼀一样了了。

对于同⼀一个电路路来说,旁路路(bypass)电容是把输⼊入信号中的⾼高频噪声作为滤除对象,把前级携带的⾼高频杂波滤除,⽽而去耦 (decoupling)电容也称退耦电容,是把输出信号的⼲干扰作为滤除对象。

滤波电容选择经过整流桥以后的是脉动直流,波动⽅方位很⼤大,后⾯面⼀一般⽤用⼤大⼩小两个电容⼤大电容⽤用来稳定输出,因为电容两端电压不不能突变,可以使输出平滑,⼩小电容⽤用来滤除⾼高频⼲干扰,使输出电压纯净,电容越⼩小,谐振频率越⾼高,可滤除的⼲干扰频率越⾼高容量量的选择⼤大电容,负载越重,吸收电流的能⼒力力越强,这个⼤大电容的容量量就要越⼤大⼩小电容,凭经验,⼀一般104 即可1、电容对地滤波,需要⼀一个较⼩小的电容并联对地,对⾼高频信号提供了了⼀一个对地通路路。

2、电源滤波中电容对地脚要尽可能靠近地。

3、理理论上说电源滤波⽤用电容越⼤大越好,⼀一般⼤大电容滤低频波,⼩小电容滤⾼高频波。

4、可靠的做法是将⼀一⼤大⼀一⼩小两个电容并联,⼀一般要求相差两个数量量级以上,以获得更更⼤大的滤波频段.滤波电容电源和地直接连接去耦电容1.为本集成电路路蓄能电容2.滤除该期间产⽣生的⾼高频噪声,切断其通过供电回路路进⾏行行传播的通路路3.防⽌止电源携带的噪声对电路路构成⼲干扰滤波电容的选⽤用原则在电源设计中,滤波电容的选取原则是: C≥2.5T/R其中: C 为滤波电容,单位为UF; T 为频率, 单位为Hz,R 为负载电阻,单位为Ω当然,这只是⼀一般的选⽤用原则,在实际的应⽤用中,如条件(空间和成本)允许,都选取C≥5T/R.PCB制版电容的选择⼀一般的10PF 左右的电容⽤用来滤除⾼高频的⼲干扰信号,0.1UF 左右的⽤用来滤除低频的纹波⼲干扰,还可以起到稳压的作⽤用。

旁路电容和去耦电容

旁路电容和去耦电容

旁路电容和去耦电容一、引言旁路电容和去耦电容是电子电路中常见的两种电容器应用。

它们在不同的场景下起到了重要的作用。

本文将从定义、原理、应用以及选型等方面对旁路电容和去耦电容进行详细介绍。

二、旁路电容1. 定义旁路电容,又称旁路电容器,是指将电容器连接在电路中,以提供低阻抗路径来滤除高频噪声的装置。

其作用是将高频信号引到地,使其不进入到灵敏的电路中,从而保证电路的正常工作。

2. 原理旁路电容的原理是利用电容器的阻抗与频率成反比的特性。

在高频信号下,电容器的阻抗较小,相当于一个短路,因此高频信号会优先通过电容器,而不会进入到灵敏的电路中。

而在低频信号下,电容器的阻抗较大,相当于一个开路,所以低频信号可以绕过电容器,进入到灵敏的电路中。

3. 应用旁路电容广泛应用于各种电子设备中,特别是在功放电路、滤波电路和信号处理电路中。

它可以有效地滤除电源中的高频噪声,提高电路的抗干扰能力,保证信号的准确传输。

此外,旁路电容还可以用于电源线路的滤波,降低电源波动对设备的影响。

4. 选型旁路电容的选型需要考虑电容值、耐压、耐温度等因素。

一般来说,电容值越大,对高频信号的旁路作用越好;耐压越高,适用范围越广;耐温度越高,适应环境的能力越强。

因此,在选型时需要根据具体的应用场景来选择合适的旁路电容。

三、去耦电容1. 定义去耦电容,又称绕行电容,是指将电容器连接在电路中,以提供低阻抗路径来平衡电压的装置。

其作用是将电源中的纹波电压补偿掉,保证电路的稳定工作。

2. 原理去耦电容的原理是利用电容器的阻抗与频率成反比的特性。

在电源中存在纹波电压时,电容器的阻抗较小,相当于一个短路,因此纹波电压会优先通过电容器,而不会进入到电路中。

而在直流信号下,电容器的阻抗较大,相当于一个开路,所以直流信号可以绕过电容器,进入到电路中。

3. 应用去耦电容广泛应用于各种电子设备中,特别是在功放电路、放大器电路和稳压电路中。

它可以有效地补偿电源中的纹波电压,提高电路的稳定性,保证信号的可靠传输。

耦合电容的作用是什么以及滤波、旁路电容的作用

耦合电容的作用是什么以及滤波、旁路电容的作用

耦合电容的作用是什么以及滤波、旁路电容的作用电容耦合的作用是将交流信号从前一级传到下一级。

当然,耦合的方法还有直接耦合和变压器耦合的方法。

直接耦合效率最高,信号又不失真,但是,前后两级的工作点的调整复杂,相互牵连。

为了不使后一级的工作点不受前一级的影响,就必须在直流方面把前一级和后一级分开。

同时,又能使交流信号顺利的从前一级传给后一级,同时能完成这一任务的方法就是采用电容传输或变压器传输来实现。

它们都能传递交流信号和隔断直流,使前后级的工作点互不牵连。

但不同的是,用电容传输时,信号的相位要延迟一些,用变压器传输时,信号的高频成份要损失一些。

一般情况下,小信号传输时,常用电容作为耦合元件,大信号或强信号的传输,常用变压器作耦合元件。

滤波电容、去耦电容、旁路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。

电容在电路中的作用以及分类(精)

电容在电路中的作用以及分类(精)

电容在电路中的作用:具有隔断直流、连通交流、阻止低频的特性,广泛应用在耦合、隔直、旁路、滤波、调谐、能量转换和自动控制等。

1、滤波电容:它接在直流电压的正负极之间,以滤除直流电源中不需要的交流成分,使直流电平滑,通常采用大容量的电解电容,也可以在电路中同时并接其它类型的小容量电容以滤除高频交流电。

2、退耦电容:并接于放大电路的电源正负极之间,防止由电源内阻形成的正反馈而引起的寄生振荡。

3、旁路电容:在交直流信号的电路中,将电容并接在电阻两端或由电路的某点跨接到公共电位上,为交流信号或脉冲信号设置一条通路,避免交流信号成分因通过电阻产生压降衰减。

4、耦合电容:在交流信号处理电路中,用于连接信号源和信号处理电路或者作为两放大器的级间连接,用于隔断直流,让交流信号或脉冲信号通过,使前后级放大电路的直流工作点互不影响。

5、调谐电容:连接在谐振电路的振荡线圈两端,起到选择振荡频率的作用。

6、衬垫电容:与谐振电路主电容串联的辅助性电容,调整它可使振荡信号频率范围变小,并能显著地提高低频端的振荡频率。

7、补偿电容:与谐振电路主电容并联的辅助性电容,调整该电容能使振荡信号频率范围扩大。

8、中和电容:并接在三极管放大器的基极与发射极之间,构成负反馈网络,以抑制三极管极间电容造成的自激振荡。

9、稳频电容:在振荡电路中,起稳定振荡频率的作用。

10、定时电容:在RC时间常数电路中与电阻R串联,共同决定充放电时间长短的电容。

11、加速电容:接在振荡器反馈电路中,使正反馈过程加速,提高振荡信号的幅度。

12、缩短电容:在UHF高频头电路中,为了缩短振荡电感器长度而串联的电容。

13、克拉波电容:在电容三点式振荡电路中,与电感振荡线圈串联的电容,起到消除晶体管结电容对频率稳定性影响的作用。

14、锡拉电容:在电容三点式振荡电路中,与电感振荡线圈两端并联的电容,起到消除晶体管结电容的影响,使振荡器在高频端容易起振。

15、稳幅电容:在鉴频器中,用于稳定输出信号的幅度。

什么是旁路电容?什么是去耦电容?它们有什么区别和联系?

什么是旁路电容?什么是去耦电容?它们有什么区别和联系?

什么是旁路电容?什么是去耦电容?它们有什么区别和联系?一、旁路电容在电路中,如果希望将某一频率以上或全部交流成分的信号去掉,那么便可以使用滤波电容。

习惯上,通常将少部分只有滤波作用的电容器称为旁路电容器(Bypass Capacitors)或者傍路电容器。

例如,在晶体管的射极电阻或真空管的阴极电阻上并联的电容器,就被称为旁路电容(因为交流信号是经该电容器而进入接地端的);又如在电源电路中,除了数千微法的平滑滤波或反交联电容之外,通常也用零点几微法的高频电容来将高频旁路(实际上,此高频旁路电容也可被视为高频滤波及反交联电容)。

旁路电容的应用电路如下图所示。

二、去耦电容在电子电路中,经常会看到在集成电路的电源引脚附近有一个电解电容器,这个电容器就是去耦合电容器,简称去耦电容(Decoupling Capacitors),又称退耦电容器。

去耦电容器通常有两个作用:一个是蓄能;一个是去除高频噪声。

去耦电容器主要是去除高频,如RF信号的干扰。

干扰的进入方式是通过电磁辐射。

为什么说去耦电容具有蓄能的作用呢?举个简单的例子,我们就能很容易地明白了:我们可以把总电源看作一个水库,我们大楼内的家家户户都需要供水,这时,水不是直接来自于水库,那样距离太远啦,等水过来,我们已经渴的不行了,实际上我们用的水来自于大楼附近的水塔。

集成电路在工作的时候,其电流是不连续的,而且频率很高,而集成电路的电源引脚到总电源有一段距离,即便距离不长,在频率很高的情况下,阻抗也会很大(线路的电感影响非常大),这样会导致器件在需要电流的时候,不能及时供给,而去耦电容器可以弥补此不足,这也是为什么很多电路板在高频器件电源引脚处放置小电容的原因之一。

集成电路内部的开关在工作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集成电路,以减少开关噪声在电路板的传播并将噪声引导到地。

去耦电容器还可以防止电源携带的噪声对电路构成干扰,在设计电路时,去耦电容应放置在电源入口处,连线应尽可能短。

电容的作用

电容的作用

电容的作用?电容的作用有滤波、耦合、旁路、去耦的功能。

请问下:1、滤波、旁路和去耦有什么区别?2、滤波、旁路和去耦是指电容并联在电路中吗?耦合是指电容串联在电路中吗?3、0.1UF的电容(并联)能滤除范围为多少赫兹的信号?0.01UF呢?是不是电容容量越小滤波的频率就越高?4、在晶振电路中,与晶振连接的电容的容量匹配有什么要求?比如12MHZ的晶振是否一定要用20PF的电容?用软件对此电路进行模拟,振荡输入脚需要输入一个什么波形才能得到稳定的12MHZ的方波输出呢?三楼说的很详细,非常感谢!第四个问题的后半部分是:晶振+1M欧电阻+2个20PF的电容构成的电路,XTAL1(输入)是什么波形?(XTAL2为12MHZ的方波是吗?)答卷:问题一滤波:多用于直流电路中,引入滤波电容的原因是要获得平滑稳定的电压,因为电容两端的电压不能突变,所以它能抑制电压的波动,使电压变得平稳光滑。

去耦:也叫退耦,主要作用有两个:1、去除器件之间的交流射频耦合。

它能将器件的电源端上瞬间的尖峰、毛刺对地短路掉。

理论上,频率越高,需要的去耦电容越小。

旁路:旁路电容的作用是将回路中不需要的交流信号对地短路掉。

耦合与去耦电容在耦合的时候当然是串联在电路中的,如果它并联在器件之间,那到底是谁和谁耦合?去耦当然是并联在器件的两端,注明:电源端和地线,在具体运用的时候记得电容要尽量靠近电源端,去耦效果好。

旁路一般是把电阻和电容并联在一起,然后串联在某个回路中,通常这么用。

问题三:但理论上肯定是频率越高需要的电容越小的,因为频率越高,电容的容抗越小,电路中的交流干扰成分对地短路的程度越高,也就是衰减越大,这是我们想要的,但在实际的运用中,同样的频率,用0.1uF的电容和用0.01uF的电容效果几乎是一样的,谁也没办法解释,但通常有经验的工程师都喜欢用0.1uF,记住就可以了。

问题四:在晶振两端对地接电容是为了校正时钟波形。

晶振和集成电路内部的电路组成震荡器,这两个小电容就是配合这个振荡器工作用的,也可以说是振荡器的一部分。

电源电路中旁路和退耦

电源电路中旁路和退耦

1)去藕(电源端)去耦电容一般是接在正负电源之间,滤波作用.(也是一个牛人)说过在对电源布线的时候,优先让电源导线经过去耦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(c对高频阻力小,将之泻至GND)。

1.数字电路中,当电路从一个状态转换为另一种状态时,就会在电源线上产生一个很大的尖峰电流,形成瞬变的噪声电压。

,会影响前级的正常工作。

这就是耦合。

对于噪声能力弱、关断时电流变化大的器件和ROM、RAM等存储型器件,应在芯片的电源线(Vcc)和地线(GND)间直接接入去耦电容。

2.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。

,在频率很高的情况下,阻抗Z=i*wL+R,线路的电感阻碍电流的作用非常大,会导致器件在需要电流的时候,不能被及时供给,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我们经常可以看到,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。

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。

关于旁路电容和耦合电容详细说明

关于旁路电容和耦合电容详细说明

关于旁路电容和耦合电容详细说明关于旁路电容和耦合电容<详细说明>2010-07-29 14:55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,以与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.<转> 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.电容器选用与使用注意事项: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.在各种滤波与网<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.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>1mF1.7 820 pF 38.50.1 mF 4680 pF 42.50.01 mF 12.6 560 pF 453300 pF 19.3 470 pF 491800 pF 25.5 390 pF 541100 pF 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,以与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.旁路电容可将混有高频电流和低频电流的交流电中的高频成分旁路掉的电容,称做"旁路电容".例如当混有高频和低频的信号经过放大器被放大时,要求通过某一级时只允许低频信号输入到下一级,而不需要高频信号进入,则在该级的输出端加一个适当大小的接地电容,使较高频率的信号很容易通过此电容被旁路掉<这是因为电容对高频阻抗小>,而低频信号由于电容对它的阻抗较大而被输送到下一级放大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.~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.~作为一名新手,经常接触到旁路电容和去耦电容的概念,但却搞不清楚他们的区别和作用.一般设计的板子上IC的每个电源管脚附近都会放置一个电容作去耦电容,以减小电源阻抗?那么此IC的某些高速信号是否会把此电容作为高频电流的旁路电容呢?请大侠详细解释一下旁路电容和去耦电容.我认为去耦电容和旁路电容没有本质的区别,电源系统的电容本来就有多种用途,从为去除电源的耦合噪声干扰的角度看,我们可以把电容称为去耦电容<Decoupling>,如果从为高频信号提供交流回路的角度考虑,我们可以称为旁路电容<By-pass>.而滤波电容则更多的出现在滤波器的电路设计里.电源管脚附近的电容主要是为了提供瞬间电流,保证电源/地的稳定,当然,对于高速信号来说,也有可能把它作为低阻抗回路,比如对于CMOS电路结构,在0-1的跳变信号传播时,回流主要从电源管脚流回,如果信号是以地平面作为参考层的话,在电源管脚的附近需要经过这个电容流入电源管脚.所以对于PDS<电源分布系统>的电容来说,称为去耦和旁路都没有关系,只要我们心中了解它们的真正作用就行了。

电源设计中的电容选用规则

电源设计中的电容选用规则

电源设计中的电容选用规则电源往往是我们在电路设计过程中最容易忽略的环节。

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。

电源设计中的电容使用,往往又是电源设计中最容易被忽略的地方。

一、电源设计中电容的工作原理在电源设计应用中,电容主要用于滤波(filter)和退耦/旁路(decoupling/bypass)。

滤波是将信号中特定波段频率滤除的操作,是抑制和防止干扰的一项重要措施。

根据观察某一随机过程的结果,对另一与之有关的随机过程进行估计的概率理论与方法。

滤波一词起源于通信理论,它是从含有干扰的接收信号中提取有用信号的一种技术。

“接收信号”相当于被观测的随机过程,“有用信号”相当于被估计的随机过程。

滤波主要指滤除外来噪声,而退耦/旁路(一种,以旁路的形式达到退耦效果,以后用“退耦”代替)是减小局部电路对外的噪声干扰。

很多人容易把两者搞混。

下面我们看一个电路结构:图中电源为A和B供电。

电流经C1后再经过一段PCB走线分开两路分别供给A和B。

当A 在某一瞬间需要一个很大的电流时,如果没有C2和C3,那么会因为线路电感的原因A端的电压会变低,而B端电压同样受A端电压影响而降低,于是局部电路A的电流变化引起了局部电路B 的电源电压,从而对B电路的信号产生影响。

同样,B的电流变化也会对A形成干扰。

这就是“共路耦合干扰”。

增加了C2后,局部电路再需要一个瞬间的大电流的时候,电容C2可以为A暂时提供电流,即使共路部分电感存在,A端电压不会下降太多。

对B的影响也会减小很多。

于是通过电流旁路起到了退耦的作用。

一般滤波主要使用大容量电容,对速度要求不是很快,但对电容值要求较大。

如果图中的局部电路A是指一个芯片的话,而且电容尽可能靠近芯片的电源引脚。

而如果“局部电路A”是指一个功能模块的话,可以使用瓷片电容,如果容量不够也可以使用钽电容或铝电解电容(前提是功能模块中各芯片都有了退耦电容—瓷片电容)。

旁路电容和去耦电容作用和区别

旁路电容和去耦电容作用和区别

旁路电容和去耦电容作用和区别1. 引言在电子电路设计和高频电路中,旁路电容和去耦电容扮演着重要的角色。

它们被广泛应用于各种电子设备和电路中,起到稳定电压、抑制噪声和滤波的作用。

本文将介绍旁路电容和去耦电容的作用及其区别。

2. 旁路电容的作用旁路电容的作用是将高频信号从某些部件或节点旁路过去,以确保信号的稳定性和纯净性。

它通常与电源或地连接,将高频信号绕过感性元件,如电感或电源。

旁路电容可以消除感性元件对高频信号的阻抗,从而提高系统的性能。

旁路电容可以起到以下几个方面的作用: - 滤波作用:旁路电容能够对高频信号进行滤波,将噪声和干扰滤除,提高电路的信噪比。

- 提供稳定的电源:旁路电容能够提供电源电压的稳定性,减少电源噪声对电路的影响,保证电路正常工作。

- 改善信号传输:在传输线上,旁路电容可以抑制信号的反射和损耗,提高信号的传输效率和质量。

3. 旁路电容的选择和应用旁路电容的选择应根据具体的应用需求和电路特性进行。

重要的参数包括容值、耐压和温度系数等。

在电源旁路应用中,一般选择电解电容或固态电容,容值较大、耐压较高的电容。

而在高频应用中,通常选择钽电容或多层陶瓷电容,容值较小、频率响应较好的电容。

在实际应用中,旁路电容常被用于电源滤波、放大器的电源旁路、RF射频模块的旁路等场合。

4. 去耦电容的作用去耦电容是将电路中直流(DC)和交流(AC)分离的一种电容器。

它的作用是将直流信号绕开交流信号,保证电路中直流电压的稳定性,提供纯净的直流电源。

去耦电容通常被放置在集成电路(IC)的电源引脚处,将IC芯片的供电电压稳定到指定值,同时滤除电源中的噪声和纹波。

5. 去耦电容的选择和应用去耦电容的选择应根据芯片的需求和电源情况进行。

通常,去耦电容的容值要求较大,能够滤除更多的噪声和纹波。

常见的电容材料包括电解电容、陶瓷电容和铝电解电容等。

在高速数字电路中,去耦电容的选择要考虑芯片的工作频率和功耗等因素。

较高频率的应用需要选择具有较低等效串联电感和更低ESR(等效系列电阻)的陶瓷电容。

旁路电容与去耦电容的区别

旁路电容与去耦电容的区别

旁路电容与去耦电容的区别在电路设计和电子设备中,旁路电容和去耦电容是常见的元件。

它们在电源管理和信号处理中起着至关重要的作用。

尽管这两者都是电容,但它们的使用方式和功能略有不同。

本文将介绍旁路电容和去耦电容之间的区别。

1. 旁路电容(Bypass Capacitor)旁路电容,也称为绕线电容或旁路电容,是在电路中并联连接的电容器。

它的主要作用是提供对高频噪音的有效滤波。

当信号经过旁路电容时,高频噪音被短接到地,从而阻止其进入信号线路。

旁路电容可以在通信设备、电源管理、模拟电路和数字电路中找到。

旁路电容的特点如下:•高频滤波:旁路电容可以过滤掉电路中的高频噪音,确保信号质量的稳定性。

•低阻抗:旁路电容在高频范围内具有较低的阻抗,可以提供一个低阻抗路径,使高频信号能够流经电容而不影响其他部分的电路。

•容量选择:旁路电容的容值通常根据需要选择,典型值范围从几个皮法到几微法。

2. 去耦电容(Decoupling Capacitor)去耦电容是一种用于消除电源噪声的电容器。

它的目的是提供短期电源电流需求,以保持电源电压的稳定性。

在集成电路和电子器件之间添加去耦电容可以有效地减少电源噪声对器件性能的影响。

去耦电容的特点如下:•稳定电源:去耦电容通过吸收和释放能量来保持电源电压的稳定性,以满足瞬时电流需求,同时减少电源噪声的影响。

•低频滤波:去耦电容常常用于消除电源线上的低频噪音,保持电源供应的平稳。

•容量选择:去耦电容的容值通常选择根据电路和器件的需求,可以是几微法到几毫法的范围。

3. 区别对比尽管旁路电容和去耦电容在某些方面有相似之处,但它们的主要功能和使用方式有所不同。

下表总结了旁路电容和去耦电容之间的主要区别。

区别旁路电容去耦电容主要功能高频噪音滤波电源电压稳定性滤波范围高频范围低频范围电阻低阻抗低阻抗容值范围几个皮法到几微法几微法到几毫法安装位置信号线旁电源线旁应用领域通信设备、电源管理、模拟电路和数字电路等集成电路和电子器件等虽然旁路电容和去耦电容的功能有所不同,但在某些情况下它们可以同时使用。

旁路电容和耦合电容详解讲解

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。

详解去耦电容与旁路电容

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。

详解电容的作用和用途

详解电容的作用和用途

电容是电路设计中最为普通常用的器件,是无源元件之一,有源器件简单地说就是需能(电)源的器件叫有源器件, 无需能(电)源的器件就是无源器件。

电容也常常在高速电路中扮演重要角色。

电容的作用和用途,一般都有好多种。

如:在旁路、去耦、滤波、储能方面的作用;在完成振荡、同步以及时间常数的作用……下面来详细分析一下:1、隔直流:作用是阻止直流通过而让交流通过。

2、旁路(去耦):为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。

旁路电容:旁路电容,又称为退耦电容,是为某个器件提供能量的储能器件,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),就像一个水塘,它能使输出电压输出均匀,降低负载电压波动。

旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚,这是阻抗要求,在画PCB时候特别要注意,只有靠近某个元器件时候才能抑制电压或其他输信号因过大而导致的地电位抬高和噪声,说白了就是把直流电源中的交流分量,通过电容耦合到电源地中,起到了净化直流电源的作用。

如图C1为旁路电容,画图时候要尽量靠近IC1图C1去耦电容:去耦电容,是把输出信号的干扰作为滤除对象,去耦电容相当于电池,利用其充放电,使得放大后的信号不会因电流的突变而受干扰。

它的容量根据信号的频率、抑制波纹程度而定,去耦电容就是起到一个“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耦合的,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,根据谐振频率一般取 0.1F、0.01F 等;而去耦合电容的容量一般较大,可能是 10F 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。

如图C3为去耦电容图C3它们的区别: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。

所以,电感的阻抗于两个因素有关:一是频率;二是电感的固的固有属性,也就电感的值,也称为电感。

退耦电容和旁路电容

退耦电容和旁路电容

退耦电容和旁路电容
退耦电容和旁路电容是电子电路中常见的两种电容。

它们的作用是不
同的,但都是为了保证电路的稳定性和可靠性。

退耦电容是一种用于消除电路中噪声和干扰的电容。

在电路中,当信
号从一个部分传输到另一个部分时,会产生电流和电压的变化,这些
变化会产生噪声和干扰。

退耦电容的作用就是消除这些噪声和干扰,
使信号传输更加稳定和可靠。

退耦电容通常被放置在电路的输入和输
出端口处,以保护电路免受外部噪声和干扰的影响。

旁路电容是一种用于稳定电源电压的电容。

在电路中,电源电压可能
会因为负载变化或其他因素而发生波动,这会影响电路的稳定性和可
靠性。

旁路电容的作用就是稳定电源电压,使电路能够正常工作。


路电容通常被放置在电源电路的输入端口处,以平滑电源电压的波动。

虽然退耦电容和旁路电容的作用不同,但它们都是电子电路中非常重
要的组成部分。

在设计电路时,需要根据具体的应用场景选择合适的
电容,并合理地放置在电路中,以保证电路的稳定性和可靠性。

总之,退耦电容和旁路电容是电子电路中常见的两种电容,它们的作
用分别是消除噪声和干扰以及稳定电源电压。

在电路设计中,需要根
据具体的应用场景选择合适的电容,并合理地放置在电路中,以保证电路的稳定性和可靠性。

射级旁路电容的作用

射级旁路电容的作用

可将混有高频电流和低频电流的交流电中的高频成分旁路滤掉的电容,称做“旁路电容”。

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。

射极偏置电路的旁路电容主要功能是产生一个交流分路,从而消去进入易感区的那些不需要的能量,即当混有高频和低频的信号经过放大器被放大时,要求通过某一级时只允许低频信号输入到下一级,而不需要高频信号进入,则在该级的输入端加一个适当大小的接地电容,使较高频率的信号很容易通过此电容被旁路掉(这是因为电容对高频阻抗小),而低频信号由于电容对它的阻抗较大而被输送到下一级放大。

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耦合电容的作用是将交流信号从前一级传到下一级。为了不使后一级的工作点不受前一级的影响,就必须在直流方面把前一级和后一级分开。同时,又能使交流信号顺利的从前一级传给后一级,电容能传递交流信号和隔断直流,使前后级的工作点互不牵连。
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10uF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。
最后关于电容放置的位置,还得引用前辈们的口头禅:“The rule of thumb is to place the capacitor as close as possible to the IC
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。
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),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)。
电容耦合的作用是将交流信号从前一级传到下一级。当然,耦合的方法还有直接耦合和变压器耦合的方法。直接耦合效率最高,信号又不失真,但是,前后两级的工作点的调整复杂,相互牵连。为了不使后一级的工作点不受前一级的影响,就必须在直流方面把前一级和后一级分开。同时,又能使交流信号顺利的从前一级传给后一级,同时能完成这一任务的方法就是采用电容传输或变压器传输来实现。它们都能传递交流信号和隔断直流,使前后级的工作点互不牵连。但不同的是,用电容传输时,信号的相位要延迟一些,用变压器传输时,信号的高频成份要损失一些。一般情况下,小信号传输时,常用电容作为耦合元件,大信号或强信号的传输,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(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)电容也称退耦电容,是把输出信号的干扰作为滤除对象。
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,需要瞬时从电源线上抽取较大电流,该瞬时的大电流可能导致电源线上电压的降低,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。
pcb 设计的经验法则:“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。”首选法则(老外俗称 Rule of Thumb)。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?
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)
我们经常可以看到,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
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