关于滤波电容、去耦电容、旁路电容作用

huanglicai · 发表于 2010-8-18 08:57:34

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。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。

2.旁路电容和去耦电容的区别

   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。

   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通路；三是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。

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。

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。

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

Nagel · 发表于 2010-8-18 10:06:57

学习了，谢谢！[em01]

fuyun9996 · 发表于 2010-10-12 14:46:35

谢谢LZ,学习了！[em07]

sanjiang · 发表于 2010-10-12 14:34:00

非常好！！1[em04]

xmusimba · 发表于 2010-10-11 16:59:50

挺好，学习学习下

HENGSHAN · 发表于 2010-11-19 11:14:42

怎么不加分

zms_china · 发表于 2010-11-22 11:18:15

谢谢啊，我怎么发表不了[em01]

shenjian88 · 发表于 2010-12-1 14:29:42

学习了！！！

shxxaly · 发表于 2010-11-29 17:58:56

不错,学习了

litianhua · 发表于 2010-11-29 17:06:20

学习一下

zxqlucy · 发表于 2011-3-10 17:18:30

谢谢，学习了

quanquan · 发表于 2011-3-9 20:55:34

挺好，学习学习下

Omapman · 发表于 2011-3-26 17:11:20

总结的很好，谢谢！

cfeixian · 发表于 2011-4-2 12:39:00

说的不错哦

luozuowen · 发表于 2011-4-1 10:46:53

学习了！

nanguahewupo · 发表于 2011-5-25 16:14:22

学习·~~~

bull2007 · 发表于 2011-5-25 14:38:39

路过，看看！

nizhenxin · 发表于 2011-5-25 09:21:14

很好，学习了

jintanglei · 发表于 2011-5-24 15:50:12

学习了，谢谢
为了攒点钱，还是得回一个，要是免费就不用浪费了，也免得说没用的废话了。

wangguinian · 发表于 2011-6-26 12:35:06

好好学习，谢谢了

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