去耦电容和旁路电容详解

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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,而去耦电容也称退耦电容,是把输出信号的干扰作为滤除对象。

去耦电容和旁路电容详解

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。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。

去耦电容就是起到了一个电池的作用,满足驱动电路电流的变化,避免相互间的耦合干扰。

去耦和旁路都可以看作滤波。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是一个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。

相关作用

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,另外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0.1uf.这个电容的分布电感的典型值是5uh.0.1uh的去耦电容有5uh的分布电感,它的并行共振频率大约在7MHZ左右,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哟pain充放电电容或者一个蓄能电容,可选10uf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。去耦电容的选用并不严格,大概10MHZ取0.1UUF,100MHZ取0.01UF。