去耦和旁路电容

ID:99624 · 发表于 2015-12-27 05:25

电容分基本上可为两大类：耦合电容，储能电容。
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。

从去耦（也叫退耦）和旁路的结果上区分为

去耦：
   电路系统中变化的电流对系统供电电源里的电源内阻起作用，从而导致电源向电路输出实际电压产生抖动。
   如果从电源引出一个较小的电阻，该电阻串联一个电容到地，该阻容节点就可以为需要退耦的电子元器件供电了。虽然该阻容节点上的电位有所下降，但在该节点上的电压却会趋于稳定。这是RC积分网络的典型应用实例。该电容就是退耦电容。
   有时我们从电路上看不到这个从电源引出的小电阻，那是因为有电路板铜箔在当作小电阻使用。因为除了到绝对0温度时，世界上不存在真正0欧姆的电阻。
   这就是去耦。由此可见，去耦是为了尽可能的获得稳定的供电电压的。主要是针对电源内阻而设置的，如果电源内阻为0，并且电路板铜箔电阻为0，那就真的不需要设置退耦回路了。

旁路：
   一个待处理的信号往往因其他各种因素（典型的如干扰）或多或少会夹杂有无用的成分，如果我们在该信号上并联一个适当的电容器到地，那么就能压缩比该有用信号的频率高的信号，而对该有用信号不压缩或压缩的少些。这样，有用的信号顺利通过，而无用的高频信号却被“旁路”到地了。这就是旁路名称的由来。
   那么比该有用信号的频率低的信号难道就不需要旁路（压缩）了吗？是这样的。
   1.可用串联电容将有用信号耦合到后级，较低频率的信号不容易通过该串联电容，到后级时再旁路。
   2.较低频率的信号不容易干扰较高频率有用的信号（需要电容旁路的无用信号频率更高）。我们只是听说过调制信号可调制载波信号，而不是载波信号去调制调制信号。
   由此可见，旁路是针对待处理的信号的（去耦是针对供电电源的）。

电容分基本上可为两大类：耦合电容，储能电容。
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。

从去耦（也叫退耦）和旁路的结果上区分为

去耦：
   电路系统中变化的电流对系统供电电源里的电源内阻起作用，从而导致电源向电

路输出实际电压产生抖动。
   如果从电源引出一个较小的电阻，该电阻串联一个电容到地，该阻容节点就可以

为需要退耦的电子元器件供电了。虽然该阻容节点上的电位有所下降，但在该节点上的

电压却会趋于稳定。这是RC积分网络的典型应用实例。该电容就是退耦电容。
   有时我们从电路上看不到这个从电源引出的小电阻，那是因为有电路板铜箔在当

作小电阻使用。因为除了到绝对0温度时，世界上不存在真正0欧姆的电阻。
   这就是去耦。由此可见，去耦是为了尽可能的获得稳定的供电电压的。主要是针

对电源内阻而设置的，如果电源内阻为0，并且电路板铜箔电阻为0，那就真的不需要设

置退耦回路了。

旁路：
   一个待处理的信号往往因其他各种因素（典型的如干扰）或多或少会夹杂有无用

的成分，如果我们在该信号上并联一个适当的电容器到地，那么就能压缩比该有用信号

的频率高的信号，而对该有用信号不压缩或压缩的少些。这样，有用的信号顺利通过，

而无用的高频信号却被“旁路”到地了。这就是旁路名称的由来。
   那么比该有用信号的频率低的信号难道就不需要旁路（压缩）了吗？是这样的。
   1.可用串联电容将有用信号耦合到后级，较低频率的信号不容易通过该串联电容

，到后级时再旁路。
   2.较低频率的信号不容易干扰较高频率有用的信号（需要电容旁路的无用信号频

率更高）。我们只是听说过调制信号可调制载波信号，而不是载波信号去调制调制信号

。
   由此可见，旁路是针对待处理的信号的（去耦是针对供电电源的）。

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