【电容】关于旁路电容的深度对话
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。
旁路电容 去耦电容
旁路电容去耦电容旁路电容、去耦电容是电子电路中常见的元件，它们在保证电路稳定性和提高信号质量方面起到了重要作用。
本文将详细介绍旁路电容和去耦电容的定义、作用、选择和使用注意事项。
一、旁路电容旁路电容（Bypass Capacitor）是指将电容器连接在某个电路或器件的两个节点上，起到稳定电压和滤波的作用。
旁路电容通常被连接在电源和地之间，用于阻止高频噪声通过电源线进入电路，保持电路的稳定工作。
旁路电容的容值一般较大，通常在几十微法到几百微法之间。
旁路电容的作用主要有两个方面：一是通过对高频信号的短路作用，将高频噪声引流至地，使电路的工作频率范围更加纯净；二是通过对低频信号的开路作用，使电源电压更加稳定，提供一个低阻抗的电源供电路径，减小电源线的电压波动。
在选择旁路电容时，需要根据电路的工作频率范围和所需的电容值来确定。
一般来说，电容值越大，旁路效果越好；而工作频率越高，电容值则需要相应减小。
此外，还应选择具有良好高频特性和低ESR（Equivalent Series Resistance）的电容器，以保证电路的性能。
二、去耦电容去耦电容（Decoupling Capacitor）是指将电容器连接在电源和地之间，用于平衡电源电压和提供瞬态电流的元件。
去耦电容主要用于提供电流给电路中的各个部分，以满足电路对瞬态电流的需求，避免电源线上的电压波动对电路的干扰。
去耦电容的作用主要有两个方面：一是通过对高频信号的短路作用，使高频噪声引流至地，减小电源线上的噪声干扰；二是通过对低频信号的开路作用，提供电流给电路中的各个部分，保持电源电压的稳定性。
在选择去耦电容时，需要考虑电路的工作频率范围、电容值和ESR 等因素。
一般来说，去耦电容的电容值应根据电路的瞬态电流需求来确定，电容值越大，能提供的瞬态电流越大；而ESR越低，能提供的瞬态电流响应越快。
因此，在实际应用中，需要根据电路的需求综合考虑这些因素，选择合适的去耦电容。
ldo的旁路电容
ldo的旁路电容好啦，今天我们聊聊“LDO旁路电容”这个话题。
你可能会想：“啥是LDO旁路电容？难不成又是某种电子元件的高大上名字？”放心，咱们今天不讲深奥的技术原理，也不讲什么学术论文。
我们就来点儿轻松的，边喝杯茶边聊的那种风格。
你要是懂了，脑袋里肯定也能冒出一个“哦，原来是这个意思”那种清爽感。
什么是LDO？这个嘛，其实就是低压差线性稳压器（Low Dropout Regulator）的缩写，翻译成白话就是，LDO就是用来“稳住电压”的一个小帮手。
就像你路上碰到一个热心大哥，他稳稳地拉住你，不让你摔倒。
LDO就干这个事儿，把电压稳得跟老母鸡照顾小鸡似的，给设备提供稳定的电压。
对了，LDO这个名字听起来是不是有点像什么高科技玩意儿？其实它只是个小小的稳压器。
至于“旁路电容”嘛，那可就更简单了，就是加在LDO旁边，给它当个辅助帮手，确保整个电路系统能够更平稳、更安稳地运行。
那问题来了，旁路电容到底是干嘛的呢？我们要是直接从字面上理解，旁路电容就是旁路——意思是电流要是想跳过LDO，找别的路走，旁边的电容就会提供一个临时的“安全通道”，保证电流能够顺利通过，不会乱跑。
你想，电流就像一群小兔子，跑得飞快，一不小心就跑偏了，偏到其他线路上去了，这不就麻烦了嘛。
旁路电容就像一个网，帮忙把这些兔子赶回到正道上。
再说了，旁路电容这个小配件其实是有大作用的。
你可别看它小小的，没它可不行。
它不仅能过滤掉电源噪声，还能降低高频信号的干扰。
说白了，它就是在你的电路中，起到“净化空气”的作用。
就好比你在一个吵闹的市场中购物，周围是各种嘈杂的声音，如果你戴个耳塞，整个人顿时清净了不少，能更专注地挑选心仪的商品。
旁路电容就像那个耳塞，让你电路中的信号更加清晰、稳定。
不加旁路电容，LDO的工作就会变得不那么完美。
你知道的，电路里的电压波动、噪声过多，就像人心浮气躁，做事总是心不在焉。
旁路电容的存在就能让这个问题迎刃而解。
它把这些“杂音”吸收掉了，让LDO能够更精准地工作。
电容旁路作用
电容旁路作用
嘿，朋友们！今天咱来唠唠电容旁路作用这个事儿。
你说电容旁路就像是一个神奇的小助手，在电路的世界里默默发挥着大作用。
就好比你在马路上开车，突然遇到了一段拥堵的路，这时候要是有条小路能让你绕过去，那多爽啊！电容旁路就类似这条小路。
在电路中，有时候会有一些杂波啊、干扰信号啥的，就像一群调皮的小孩子在捣乱。
这时候电容旁路就出马了，它能把这些不乖的信号给引走，让电路能顺畅地工作。
想象一下，要是没有电容旁路，那电路不就像没了润滑油的机器，卡卡的，多难受啊！电容旁路能让电流更平稳地流动，就像河水在河道里稳稳地流淌一样。
它还特别靠谱，不管啥时候需要它，它都在那。
而且它也不挑，不管是大电流还是小电流，它都能应付得来。
咱平时用的那些电子设备，里面可都少不了电容旁路的功劳。
手机啊、电脑啊，要是没有它，说不定用着用着就出毛病了。
你说这电容旁路是不是很牛？它就像一个默默守护电路的英雄，不声不响地干着重要的活儿。
有时候我就想啊，生活中是不是也需要这样的“电容旁路”呢？在我们遇到困难和干扰的时候，也有个东西能帮我们把这些不好的给引开，让我们能顺利地往前走。
所以啊，可别小看了电容旁路这个小小的东西，它的作用可大着呢！它让我们的电子世界变得更加精彩，让我们能享受到各种便捷的电子设备。
总之，电容旁路就是牛，不服不行啊！。
交流放大电路 旁路电容
交流放大电路旁路电容1. 介绍交流放大电路是一种常见的电路配置，用于放大信号的幅度。
在交流放大电路中，旁路电容起着重要的作用。
本文将详细探讨交流放大电路中旁路电容的原理、设计方法以及其在电路中的作用。
2. 旁路电容的原理旁路电容是指将电容连接在交流信号源的输出端与地之间的电路中，起到旁路(绕行)交流信号的作用。
旁路电容将交流信号绕过负载电阻，使得交流信号能够绕过负载直接回到地。
通过将交流信号旁路到地，旁路电容可以提供更低的阻抗路径，从而改善交流信号的放大效果。
3. 旁路电容的设计方法在设计交流放大电路时，正确选择旁路电容的数值是非常重要的。
以下是一些常用的旁路电容设计方法：3.1 利用截止频率选择旁路电容在交流放大电路中，截止频率是指交流信号的增益下降到3dB的频率。
通过选择合适的旁路电容数值，可以使交流信号的截止频率达到预期的值。
截止频率可通过下式计算得出：f_c = 1 / (2 * π * R * C)其中，f_c为截止频率，R为负载电阻的阻值，C为旁路电容的电容值。
根据所需截止频率，可以计算出合适的旁路电容数值。
3.2 考虑交流信号的频率范围不同的交流信号源可能具有不同的频率范围。
在选择旁路电容时，需要考虑交流信号的频率范围，并选择一个能够满足该范围的电容。
通常情况下，旁路电容的数值需要满足以下条件：C >= 1 / (2 * π * R * f_max)其中，f_max为交流信号的最大频率。
3.3 考虑交流电路的放大倍数交流放大电路的放大倍数也会影响旁路电容的设计。
较高的放大倍数要求更低的截止频率，因此需要选择较大的旁路电容。
一般来说，可以选择一个符合所需截止频率要求的电容，并通过实验调整来达到满意的放大倍数。
4. 旁路电容的作用旁路电容在交流放大电路中起到了关键的作用。
以下是旁路电容在交流放大电路中的几个主要作用：4.1 降低负载电阻对交流信号的影响负载电阻会引入一定的阻抗，从而影响交流信号的幅度。
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？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（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.。
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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。
1
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)。
Tamara: 有时候，你还要把介质损耗一项当成一个并联电阻来考虑，如图2所示。
2
图2：旁路电容的模型。
David: 现在，当我们遇到具有瞬态特性的这一损耗时，我们假设0.1 μF电容的ESL远远大约1000pF的电容。
我们需要某一器件在短期内供电，因ESL的存在而让0.1 μF的电容做不到这一点。
假设就在于1000pF的电容具有更低的ESL，因此，能够提供更好的电流。
Tamara: ESL与你获得以及封装的电容的类型有关。
其数值可能完全独立于电容本身的尺寸和数值，如图3所示。
David: (显示出对年轻同事所具有的知识的惊讶)
Tamara: 我曾经看到过一些人把100 nF、10 nF和1 nF的电容分级并联起来使用，它们可能均采用相同的封装，例如0402，因为这些电容通常就是采用这种封装形式。
然
3
而，每一种0402封装均具有相同的ESL，因为它们具有相同的电感以及相同的高频响应，因此，这么安装电容于事无补。
图3：旁路电容的阻抗。
David: 我们在实验室中所发现的问题在于，各种封装均是类似的。
我们所采用的大多数陶瓷电容均为面积是0805或0603的电容。
我测试发现，把0603 0.1 μF电容挨着0603 100pF电容安装，效果上不如仅仅采用两个0603 0.1 μF的电容。
Tamara: 那是完全有可能。
我猜测，你所处的频率范围就是0603 0.1 μF电容被最优化的频率范围。
4
图4：相同尺寸和不同尺寸的电容的阻抗比较。
David: 是的，ESR和ESL是原数值的一半且非常管用。
在这些应用中，我所研制的开关调整器的工作频率大约为1MHz。
Tamara: 在你的情况下，要调整电容的数值以及封装，以改善对你没有兴趣的那个频率范围的旁路网络。
图4假设我们谈论的是相同类型的电容(陶瓷电容)。
其它类型的电容—如钽电容—具有更高的ESR，因此，整个曲线突起。
另一方面，有时可能全部要采用钽电容。
David: 我们现在讲讲历史。
过去，人们采用他们手上能用的一切元器件。
那时，你无法获得封装小的100 μF电容，你不得不通过缩短旁路电容器上的引线来改善旁路网络。
当今的大电容的尺寸正逐渐缩小类似于较小电容所具有的尺寸。
当你开始认真考虑选择一只0.1 μF电容时，你肯定选择0603的封装，并且，最终会选择0402封装的电容(因为我没有看过0402封装的电容，我倾向于不采用那些电容)。
Tamara: 按照分级封装的阶梯电容(stepped capacitor)的确切含义来自于赛灵思公司的讨论。
他们的FPGA被用于各种各样的应用之中，并且，他们设法测试了所有的条件。
5。