去耦和旁路電容

ID:99624 · 發表于 2015-12-27 05:25

電容分基本上可為兩大類：耦合電容，儲能電容。
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。
數字電路中典型的去耦電容值是0.1μF。這個電容的分布電感的典型值是5μH。0.1μF的去耦電容有5μH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。1μF、10μF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10μF左右。最好不用電解電容，電解電容是兩層薄膜卷起來的，這種卷起來的結構在高頻時表現為電感。要使用鉭電容或聚碳酸酯電容。去耦電容的選用并不嚴格，可按C=1/F，即10MHz取0.1μF，100MHz取0.01μF。

從去耦（也叫退耦）和旁路的結果上區分為

去耦：
   電路系統中變化的電流對系統供電電源里的電源內阻起作用，從而導致電源向電路輸出實際電壓產生抖動。
   如果從電源引出一個較小的電阻，該電阻串聯一個電容到地，該阻容節點就可以為需要退耦的電子元器件供電了。雖然該阻容節點上的電位有所下降，但在該節點上的電壓卻會趨于穩定。這是RC積分網絡的典型應用實例。該電容就是退耦電容。
   有時我們從電路上看不到這個從電源引出的小電阻，那是因為有電路板銅箔在當作小電阻使用。因為除了到絕對0溫度時，世界上不存在真正0歐姆的電阻。
   這就是去耦。由此可見，去耦是為了盡可能的獲得穩定的供電電壓的。主要是針對電源內阻而設置的，如果電源內阻為0，并且電路板銅箔電阻為0，那就真的不需要設置退耦回路了。

旁路：
   一個待處理的信號往往因其他各種因素（典型的如干擾）或多或少會夾雜有無用的成分，如果我們在該信號上并聯一個適當的電容器到地，那么就能壓縮比該有用信號的頻率高的信號，而對該有用信號不壓縮或壓縮的少些。這樣，有用的信號順利通過，而無用的高頻信號卻被“旁路”到地了。這就是旁路名稱的由來。
   那么比該有用信號的頻率低的信號難道就不需要旁路（壓縮）了嗎？是這樣的。
   1.可用串聯電容將有用信號耦合到后級，較低頻率的信號不容易通過該串聯電容，到后級時再旁路。
   2.較低頻率的信號不容易干擾較高頻率有用的信號（需要電容旁路的無用信號頻率更高）。我們只是聽說過調制信號可調制載波信號，而不是載波信號去調制調制信號。
   由此可見，旁路是針對待處理的信號的（去耦是針對供電電源的）。

電容分基本上可為兩大類：耦合電容，儲能電容。
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。
數字電路中典型的去耦電容值是0.1μF。這個電容的分布電感的典型值是5μH。0.1μF

的去耦電容有5μH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。1μF、10μF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10μF左右。最好不用電解電容，電解電容

是兩層薄膜卷起來的，這種卷起來的結構在高頻時表現為電感。要使用鉭電容或聚碳酸

酯電容。去耦電容的選用并不嚴格，可按C=1/F，即10MHz取0.1μF，100MHz取0.01μF。

從去耦（也叫退耦）和旁路的結果上區分為

去耦：
   電路系統中變化的電流對系統供電電源里的電源內阻起作用，從而導致電源向電

路輸出實際電壓產生抖動。
   如果從電源引出一個較小的電阻，該電阻串聯一個電容到地，該阻容節點就可以

為需要退耦的電子元器件供電了。雖然該阻容節點上的電位有所下降，但在該節點上的

電壓卻會趨于穩定。這是RC積分網絡的典型應用實例。該電容就是退耦電容。
   有時我們從電路上看不到這個從電源引出的小電阻，那是因為有電路板銅箔在當

作小電阻使用。因為除了到絕對0溫度時，世界上不存在真正0歐姆的電阻。
   這就是去耦。由此可見，去耦是為了盡可能的獲得穩定的供電電壓的。主要是針

對電源內阻而設置的，如果電源內阻為0，并且電路板銅箔電阻為0，那就真的不需要設

置退耦回路了。

旁路：
   一個待處理的信號往往因其他各種因素（典型的如干擾）或多或少會夾雜有無用

的成分，如果我們在該信號上并聯一個適當的電容器到地，那么就能壓縮比該有用信號

的頻率高的信號，而對該有用信號不壓縮或壓縮的少些。這樣，有用的信號順利通過，

而無用的高頻信號卻被“旁路”到地了。這就是旁路名稱的由來。
   那么比該有用信號的頻率低的信號難道就不需要旁路（壓縮）了嗎？是這樣的。
   1.可用串聯電容將有用信號耦合到后級，較低頻率的信號不容易通過該串聯電容

，到后級時再旁路。
   2.較低頻率的信號不容易干擾較高頻率有用的信號（需要電容旁路的無用信號頻

率更高）。我們只是聽說過調制信號可調制載波信號，而不是載波信號去調制調制信號

。
   由此可見，旁路是針對待處理的信號的（去耦是針對供電電源的）。

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