濾波電容去耦電容旁路電容作用

1、濾波電容、去耦電容、旁路電容作用2007-08-31 13:07濾波電容用在電源整流電路中，用來濾除交流成分。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，接在電阻兩端使交流信號順利通過。 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信號的干擾，干擾的進(jìn)入方式是通過電磁輻射。       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，我們大樓

2、內(nèi)的家家戶戶都需要供水，      這時候，水不是直接來自于水庫，那樣距離太遠(yuǎn)了，      等水過來，我們已經(jīng)渴的不行了。      實(shí)際水是來自于大樓頂上的水塔,水塔其實(shí)是一個buffer的作用。       如果微觀來看，高頻器件在工作的時候，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，在頻率很高

3、的情況下，      阻抗Zi*wL+R，線路的電感影響也會非常大，      會導(dǎo)致器件在需要電流的時候，不能被及時供給。      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)一個去藕電容，這樣交流分量就從這個電容接地。） 2）有源器件在開關(guān)時產(chǎn)生的高頻開關(guān)噪聲將沿著電源線

4、傳播。去耦電容的主要功能就是提供         一 個局部的直流電源給有源器件，以減少開關(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：去除在器件切換時從高頻器件進(jìn)入到配電網(wǎng)絡(luò)中的RF能量。去耦電容還可以為器件      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。這主要是通過產(chǎn)生AC旁路消除無意的能量進(jìn)入敏感的部分，另外還可以

5、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，切斷其通過供電回路進(jìn)行傳播的通路；三是防止電源攜帶的噪聲對電路構(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，稱呼就不一樣了。對于同一個電路來說，旁路（bypass）電容是把輸入信號中的高頻噪聲作為濾除對象，把前級攜帶的高頻雜波濾除，而去耦（decoupling）電容也稱退耦電容，是把輸出信號的干擾作為濾除對象。 在一個大的電容上還并聯(lián)一

6、個小電容的原因 發(fā)表于 2006-11-20 12:19:03 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，英文簡稱ESL）。大家知道，電感對高頻信號的阻抗是很大的，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，就減小了ESL，因?yàn)橐欢螌?dǎo)線也可以看成是一個電感的），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，但由于容量小的緣故，對低頻信號的阻抗大。所以，如果我們?yōu)榱俗尩皖l、高頻信號都可以很好的通過，就采用一個大電容再并上一

7、個小電容的方式。常使用的小電容為 0.1uF的瓷片電容，當(dāng)頻率更高時，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，一般要給每個芯片的電源引腳上并聯(lián)一個0.1uF的電容到地（這個電容叫做退耦電容，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@些地方的信號主要是高頻信號，使用較小的電容濾波就可以了  中 國 最 強(qiáng) 網(wǎng) 游 - 網(wǎng) 易 夢 幻 西 游 ，166 萬 玩 家 同 時 在 線 Powered by BYD Security Gateway.關(guān)于旁路電容和耦合電容 （詳細(xì)說明）2008-02-16 11

8、:11    從電路來說，總是存在驅(qū)動的源和被驅(qū)動的負(fù)載。如果負(fù)載電容比較大，驅(qū)動電路要把電容充電、放電，才能完成信號的跳變，在上升沿比較陡峭的時候，電流比較大，這樣驅(qū)動的電流就會吸收很大的電源電流，由于電路中的電感，電阻（特別是芯片管腳上的電感，會產(chǎn)生反彈），這種電流相對于正常情況來說實(shí)際上就是一種噪聲，會影響前級的正常工作。這就是耦合。去藕電容就是起到一個電池的作用，滿足驅(qū)動電路電流的變化，避免相互間的耦合干擾。旁路電容實(shí)際也是去藕合的，只是旁路電容一般是指高頻旁路，也就是給高頻的開關(guān)噪聲提高一條低阻抗泄防途徑。高頻旁路電容一般比較小，根據(jù)諧振頻率一般是0.1

9、u， 0.01u等，而去耦合電容一般比較大，是10u或者更大，依據(jù)電路中分布參數(shù)，以及驅(qū)動電流的變化大小來確定。    旁路是把輸入信號中的干擾作為濾除對象，而去耦是把輸出信號的干擾作為濾除對象，防止干擾信號返回電源。這應(yīng)該是他們的本質(zhì)區(qū)別。（轉(zhuǎn)）去耦電容在集成電路電源和地之間的有兩個作用：一方面是本集成電路的蓄能電容，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值是0.1F。這個電容的分布電感的典型值是5H。0.1F的去耦電容有5H的分布電感，它的并行共振頻率大約在7MHz左右，也就是說，對于10MHz以下的噪聲有較好的去耦效果，對40MHz以上的噪

10、聲幾乎不起作用。1F、10F的電容，并行共振頻率在20MHz以上，去除高頻噪聲的效果要好一些。每10 片左右集成電路要加一片充放電電容，或1個蓄能電容，可選10F左右。最好不用電解電容，電解電容是兩層薄膜卷起來的，這種卷起來的結(jié)構(gòu)在高頻時表現(xiàn)為電感。要使用鉭電容或聚碳酸酯電容。去耦電容的選用并不嚴(yán)格，可按C=1/F，即10MHz取0.1F，100MHz取0.01F。分布電容是指由非形態(tài)電容形成的一種分布參數(shù)。一般是指在印制板或其他形態(tài)的電路形式，在線與線之間、印制板的上下層之間形成的電容。這種電容的容量很小，但可能對電路形成一定的影響。在對印制板進(jìn)行設(shè)計(jì)時一定要充分考慮這種影響，尤其是在工作頻

11、率很高的時候。也成為寄生電容，制造時一定會產(chǎn)生，只是大小的問題。布高速PCB時，過孔可以減少板層電容，但會增加電感。分布電感是指在頻率提高時，因?qū)w自感而造成的阻抗增加.電容器選用及使用注意事項(xiàng)：1，一般在低頻耦合或旁路，電氣特性要求較低時，可選用紙介、滌綸電容器；在高頻高壓電路中，應(yīng)選用云母電容器或瓷介電容器；在電源濾波和退耦電路中，可選用電解電容器。2，在振蕩電路、延時電路、音調(diào)電路中，電容器容量應(yīng)盡可能與計(jì)算值一致。在各種濾波及網(wǎng)（選頻網(wǎng)絡(luò)），電容器容量要求精確；在退耦電路、低頻耦合電路中，對同兩級精度的要求不太嚴(yán)格。3，電容器額定電壓應(yīng)高于實(shí)際工作電壓，并要有足夠的余地，一般選用耐壓值

12、為實(shí)際工作電壓兩倍以上的電容器。4，優(yōu)先選用絕緣電阻高，損耗小的電容器，還要注意使用環(huán)境。我們知道，一般我們所用的電容最重要的一點(diǎn)就是濾波和旁路，我在設(shè)計(jì)中也正是這么使用的。對于高頻雜波，一般我的經(jīng)驗(yàn)是不要過大的電容，因?yàn)槲覀€人認(rèn)為，過大的電容雖然對于低頻的雜波過濾效果也許比較好，但是對于高頻的雜波，由于其諧振頻率的下降，使得對于高頻雜波的過濾效果不很理想。所以電容的選擇不是容量越大越好。疑問點(diǎn)：1。以上都是我的經(jīng)驗(yàn)，沒有理論證實(shí)，希望哪位可以在理論在幫忙解釋一下是否正確?；蛘咄扑]一個網(wǎng)頁或者網(wǎng)站。2。是不是超過了諧振頻率，其阻抗將大大增加，所以對高頻的過濾信號，其作用就相對減小了呢？3。理想

13、的濾波點(diǎn)是不是在諧振頻率這點(diǎn)上？（沒有搞懂中）4。以前只知道電容的旁路作用是隔直通交，現(xiàn)在具體于PCB設(shè)計(jì)中，電容的這一旁路作用具體體現(xiàn)在哪里？在用電容抑制電磁騷擾時，最容易忽視的問題就是電容引線對濾波效果的影響。電容器的容抗與頻率成反比，正是利用這一特性，將電容并聯(lián)在信號線與地線之間起到對高頻噪聲的旁路作用。然而，在實(shí)際工程中，很多人發(fā)現(xiàn)這種方法并不能起到預(yù)期濾除噪聲的效果，面對頑固的電磁噪聲束手無策。出現(xiàn)這種情況的一個原因是忽略了電容引線對旁路效果的影響。實(shí)際電容器的電路模型是由等效電感（ESL）、電容和等效電阻（ESR）構(gòu)成的串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。理想電容的阻抗是隨著頻率的升高降低，而實(shí)際電容的阻抗

14、是圖1所示的網(wǎng)絡(luò)的阻抗特性，在頻率較低的時候，呈現(xiàn)電容特性，即阻抗隨頻率的增加而降低，在某一點(diǎn)發(fā)生諧振，在這點(diǎn)電容的阻抗等于等效串聯(lián)電阻ESR。在諧振點(diǎn)以上，由于ESL的作用，電容阻抗隨著頻率的升高而增加，這是電容呈現(xiàn)電感的阻抗特性。在諧振點(diǎn)以上，由于電容的阻抗增加，因此對高頻噪聲的旁路作用減弱，甚至消失。電容的諧振頻率由ESL和C共同決定，電容值或電感值越大，則諧振頻率越低，也就是電容的高頻濾波效果越差。ESL除了與電容器的種類有關(guān)外，電容的引線長度是一個十分重要的參數(shù)，引線越長，則電感越大，電容的諧振頻率越低。因此在實(shí)際工程中，要使電容器的引線盡量短。根據(jù)LC電路串聯(lián)諧振的原理，諧振點(diǎn)不僅

15、與電感有關(guān)，還與電容值有關(guān)，電容越大，諧振點(diǎn)越低。許多人認(rèn)為電容器的容值越大，濾波效果越好，這是一種誤解。電容越大對低頻干擾的旁路效果雖然好，但是由于電容在較低的頻率發(fā)生了諧振，阻抗開始隨頻率的升高而增加，因此對高頻噪聲的旁路效果變差。表1是不同容量瓷片電容器的自諧振頻率，電容的引線長度是1.6mm（你使用的電容的引線有這么短嗎？）。表1電容值 自諧振頻率（MHz） 電容值 自諧振頻率（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 p

16、F 541100pF 33 330 pF 60 盡管從濾除高頻噪聲的角度看，電容的諧振是不希望的，但是電容的諧振并不是總是有害的。當(dāng)要濾除的噪聲頻率確定時，可以通過調(diào)整電容的容量，使諧振點(diǎn)剛好落在騷擾頻率上。從電路來說，總是存在驅(qū)動的源和被驅(qū)動的負(fù)載。如果負(fù)載電容比較大，驅(qū)動電路要把電容充電、放電，才能完成信號的跳變，在上升沿比較陡峭的時候，電流比較大，這樣驅(qū)動的電流就會吸收很大的電源電流，由于電路中的電感，電阻（特別是芯片管腳上的電感，會產(chǎn)生反彈），這種電流相對于正常情況來說實(shí)際上就是一種噪聲，會影響前級的正常工作。這就是耦合。去藕電容就是起到一個電池的作用，滿足驅(qū)動電路電流的變化，避免相互

17、間的耦合干擾。旁路電容實(shí)際也是去藕合的，只是旁路電容一般是指高頻旁路，也就是給高頻的開關(guān)噪聲提高一條低阻抗泄防途徑。高頻旁路電容一般比較小，根據(jù)諧振頻率一般是0.1u， 0.01u等，而去耦合電容一般比較大，是10u或者更大，依據(jù)電路中分布參數(shù)，以及驅(qū)動電流的變化大小來確定。去耦和旁路都可以看作濾波。正如ppxp所說，去耦電容相當(dāng)于電池，避免由于電流的突變而使電壓下降，相當(dāng)于濾紋波。具體容值可以根據(jù)電流的大小、期望的紋波大小、作用時間的大小來計(jì)算。去耦電容一般都很大，對更高頻率的噪聲，基本無效。旁路電容就是針對高頻來的，也就是利用了電容的頻率阻抗特性。電容一般都可以看成一個RLC 串聯(lián)模型。在

18、某個頻率，會發(fā)生諧振，此時電容的阻抗就等于其ESR。如果看電容的頻率阻抗曲線圖，就會發(fā)現(xiàn)一般都是一個V形的曲線。具體曲線與電容的介質(zhì)有關(guān)，所以選擇旁路電容還要考慮電容的介質(zhì)，一個比較保險的方法就是多并幾個電容。去耦電容在集成電路電源和地之間的有兩個作用：一方面是本集成電路的蓄能電容，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值是0.1F。這個電容的分布電感的典型值是5H。0.1F的去耦電容有5H的分布電感，它的并行共振頻率大約在7MHz左右，也就是說，對于10MHz以下的噪聲有較好的去耦效果，對40MHz以上的噪聲幾乎不起作用。1F、10F的電容，并行共振頻率在20MHz以上，去

19、除高頻噪聲的效果要好一些。每10片左右集成電路要加一片充放電電容，或1個蓄能電容，可選10F左右。最好不用電解電容，電解電容是兩層薄膜卷起來的，這種卷起來的結(jié)構(gòu)在高頻時表現(xiàn)為電感。要使用鉭電容或聚碳酸酯電容。去耦電容的選用并不嚴(yán)格，可按C=1/F，即10MHz取0.1F，100MHz取0.01F。一般來說，容量為uf級的電容，象電解電容或鉭電容，他的電感較大，諧振頻率較小，對低頻信號通過較好，而對高頻信號，表現(xiàn)出較強(qiáng)的電感性，阻抗較大，同時，大電容還可以起到局部電荷池的作用，可以減少局部的干擾通過電源耦合出去；容量為0.0010.1uf的電容，一般為陶瓷電容或云母電容，電感小，諧振頻率高，對高

20、頻信號的阻抗較小，可以為高頻干擾信號提供一條旁路，減少外界對該局部的耦合干擾在電子電路中，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，稱呼就不一樣了。對于同一個電路來說，旁路（bypass）電容是把輸入信號中的高頻噪聲作為濾除對象，把前級攜帶的高頻雜波濾除，而去耦（decoupling，也稱退耦）電容是把輸出信號的干擾作為濾除對象。在供電電源和地之間也經(jīng)常連接去耦電容，它有三個方面的作用：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，切斷其通過供電回路進(jìn)行傳播的通路；三是防止電源攜帶的噪聲對電路構(gòu)成干擾。我來總結(jié)一下，旁路實(shí)際上就是給高頻干擾提供一個到地的能量釋放

21、途徑，不同的容值可以針對不同的頻率干擾。所以一般旁路時常用一個大貼片加上一個小貼片并聯(lián)使用。對于相同容量的電容的Q值我認(rèn)為會影響旁路時高頻干擾釋放路徑的阻抗，直接影響旁路的效果，對于旁路來說，希望在旁路作用時，電容的等效阻抗越小越好，這樣更利于能量的排泄。數(shù)字電路輸出信號電平轉(zhuǎn)換過程中會產(chǎn)生很大的沖擊電流，在供電線和電源內(nèi)阻上產(chǎn)生較大的壓降，使供電電壓產(chǎn)生跳變，產(chǎn)生阻抗噪聲(亦稱開關(guān)噪聲)，形成干擾源。一、沖擊電流的產(chǎn)生：(1)輸出級控制正負(fù)邏輯輸出的管子短時間同時導(dǎo)通，產(chǎn)生瞬態(tài)尖峰電流(2)受負(fù)載電容影響，輸出邏輯由“0”轉(zhuǎn)換至“1”時，由于對負(fù)載電容的充   

22、 電而產(chǎn)生瞬態(tài)尖峰電流。    瞬態(tài)尖峰電流可達(dá)50ma，動作時間大約幾ns至幾十ns。二、降低沖擊電流影響的措施：(1)降低供電電源內(nèi)阻和供電線阻抗(2)匹配去耦電容三、何為去耦電容    在ic(或電路)電源線端和地線端加接的電容稱為去耦電容。四、去耦電容如何取值    去耦電容取值一般為0.010.1uf，頻率越高，去耦電容值越小。五、去耦電容的種類(1)獨(dú)石 (2)玻璃釉 (3)瓷片 (4)鉭六、去耦電容的放置    去耦電容應(yīng)放置于電源入口處，連線應(yīng)盡可能短。旁路電

23、容不是理論概念，而是一個經(jīng)常使用的實(shí)用方法，在50 - 60年代，這個詞也就有它特有的含義，現(xiàn)在已不多用。電子管或者晶體管是需要偏置的，就是決定工作點(diǎn)的直流供電條件。例如電子管的柵極相對于陰極往往要求加有負(fù)壓，為了在一個直流電源下工作，就在陰極對地串接一個電阻，利用板流形成陰極的對地正電位，而柵極直流接地，這種偏置技術(shù)叫做“自偏”，但是對（交流）信號而言，這同時又是一個負(fù)反饋，為了消除這個影響，就在這個電阻上并聯(lián)一個足夠大的點(diǎn)容，這就叫旁路電容。后來也有的資料把它引申使用于類似情況。去耦電容在集成電路電源和地之間的有兩個作用：一方面是本集成電路的蓄能電容，另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。數(shù)字電

24、路中典型的去耦電容值是 0.1F。這個電容的分布電感的典型值是5H。0.1F的去耦電容有5H的分布電感，它的并行共振頻率大約在7MHz左右，也就是說，對于 10MHz以下的噪聲有較好的去耦效果，對40MHz以上的噪聲幾乎不起作用。1F、10F的電容，并行共振頻率在20MHz以上，去除高頻噪聲的效果要好一些。每10片左右集成電路要加一片充放電電容，或1個蓄能電容，可選10F左右。最好不用電解電容，電解電容是兩層薄膜卷起來的，這種卷起來的結(jié)構(gòu)在高頻時表現(xiàn)為電感。要使用鉭電容或聚碳酸酯電容。去耦電容的選用并不嚴(yán)格，可按C=1/F，即10MHz取0.1F，100MHz取 0.01F。一般來說，容量為u

25、f級的電容，象電解電容或鉭電容，他的電感較大，諧振頻率較小，對低頻信號通過較好，而對高頻信號，表現(xiàn)出較強(qiáng)的電感性，阻抗較大，同時，大電容還可以起到局部電荷池的作用，可以減少局部的干擾通過電源耦合出去；容量為0.0010.1uf的電容，一般為陶瓷電容或云母電容，電感小，諧振頻率高，對高頻信號的阻抗較小，可以為高頻干擾信號提供一條旁路，減少外界對該局部的耦合干擾旁路是把前級或電源攜帶的高頻雜波或信號濾除；去藕是為保正輸出端的穩(wěn)定輸出（主要是針對器件的工作）而設(shè)的“小水塘”，在其他大電流工作時保證電源的波動范圍不會影響該電路的工作；補(bǔ)充一點(diǎn)就是所謂的藕合：是在前后級間傳遞信號而不互相影響各級靜態(tài)工作

26、點(diǎn)的元件有源器件在開關(guān)時產(chǎn)生的高頻開關(guān)噪聲將沿著電源線傳播。去耦電容的主要功能就是提供一個局部的直流電源給有源器件，以減少開關(guān)噪聲在板上的傳播和將噪聲引導(dǎo)到地。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，稱呼就不一樣了。   旁路電容可將混有高頻電流和低頻電流的交流電中的高頻成分旁路掉的電容，稱做“旁路電容”。例如當(dāng)混有高頻和低頻的信號經(jīng)過放大器被放大時，要求通過某一級時只允許低頻信號輸入到下一級，而不需要高頻信號進(jìn)入，則在該級的輸出端加一個適當(dāng)大小的接地電容，使較高頻率的信號很容易通過此電容被旁路掉（這是因?yàn)殡娙輰Ω哳l阻抗小），而低頻信號由于電容對它的阻抗較大而被輸送到下一級放大對于同一個電路來說，旁路（bypass）電容是把輸入信號中的高頻噪