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 ekylin 2008-11-18

關(guān)于濾波電容、去耦電容、旁路電容作用

濾波電容用在電源整流電路中,用來濾除交流成分。使輸出的直流更平滑。
# h) V4 r3 z5 H( g; T* f* Ewww.eda365.com去耦電容用在放大電路中不需要交流的地方,用來消除自激,使放大器穩(wěn)定工作。 3 E- H6 {6 [: ]4 N
旁路電容用在有電阻連接時,接在電阻兩端使交流信號順利通過。

1.關(guān)于去耦電容蓄能作用的理解

 

1)去耦電容主要是去除高頻如RF信號的干擾,干擾的進(jìn)入方式是通過電磁輻射。
/ `( O4 [# y' {! t2 P& IEDA365論壇網(wǎng)站|PCB論壇|PCB layout論壇|SI仿真技術(shù)論壇      而實際上,芯片附近的電容還有蓄能的作用,這是第二位的。

 

     你可以把總電源看作密云水庫,我們大樓內(nèi)的家家戶戶都需要供水,EDA365論壇網(wǎng)1 v( P) M# N) ?# ]( c
     這時候,水不是直接來自于水庫,那樣距離太遠(yuǎn)了,
* i/ A2 S  E& Q: R2 y; z* \1 AEDA365論壇網(wǎng)站|PCB論壇|PCB layout論壇|SI仿真技術(shù)論壇     等水過來,我們已經(jīng)渴的不行了。EDA365論壇網(wǎng)站|PCB論壇|PCB layout論壇|SI仿真技術(shù)論壇+ C, }( s% _! _/ x
     實際水是來自于大樓頂上的水塔,水塔其實是一個buffer的作用。

 

     如果微觀來看,高頻器件在工作的時候,其電流是不連續(xù)的,而且頻率很高,
: g9 `; N! f) `. aEDA365論壇網(wǎng)站|PCB論壇|PCB layout論壇|SI仿真技術(shù)論壇     而器件VCC到總電源有一段距離,即便距離不長,在頻率很高的情況下,
' l0 V) W4 p/ f, @EDA365論壇     阻抗Z=i*wL+R,線路的電感影響也會非常大,
! f! ?, U4 d# N5 D7 [6 ^EDA365論壇網(wǎng)站|PCB論壇|PCB layout論壇|SI仿真技術(shù)論壇     會導(dǎo)致器件在需要電流的時候,不能被及時供給。
! a2 Z/ x$ [5 {3 Q2 wEDA365論壇網(wǎng)站|PCB論壇|PCB layout論壇|SI仿真技術(shù)論壇     而去耦電容可以彌補此不足。
' E& c  b" D0 t& E* NEDA365論壇     這也是為什么很多電路板在高頻器件VCC管腳處放置小電容的原因之一

 

   (在vcc引腳上通常并聯(lián)一個去藕電容,這樣交流分量就從這個電容接地。)

 

2)有源器件在開關(guān)時產(chǎn)生的高頻開關(guān)噪聲將沿著電源線傳播。去耦電容的主要功能就是提供

 

     一 個局部的直流電源給有源器件,以減少開關(guān)噪聲在板上的傳播和將噪聲引導(dǎo)到地

 

2.旁路電容和去耦電容的區(qū)別

 

     去耦:去除在器件切換時從高頻器件進(jìn)入到配電網(wǎng)絡(luò)中的RF能量。去耦電容還可以為器件     供局部化的DC電壓源,它在減少跨板浪涌電流方面特別有用。 www.eda365.com. ?5 o4 ~- N1 x& w. O
旁路:從元件或電纜中轉(zhuǎn)移出不想要的共模RF能量。這主要是通過產(chǎn)生AC旁路消除無意的能量進(jìn)入敏感的部分,另外還可以提供基帶濾波功能(帶寬受限)。

 

我們經(jīng)??梢钥吹?,在電源和地之間連接著去耦電容,它有三個方面的作用:一是作為本集成電路的蓄能電容;二是濾除該器件產(chǎn)生的高頻噪聲,切斷其通過供電回路進(jìn)行傳播的通路;三是防止電源攜帶的噪聲對電路構(gòu)成干擾。

 

     在電子電路中,去耦電容和旁路電容都是起到抗干擾的作用,電容所處的位置不同,稱呼就不一樣了。對于同一個電路來說,旁路(bypass)電容是把輸入信號中的高頻噪聲作為濾除對象,把前級攜帶的高頻雜波濾除,而去耦(decoupling)電容也稱退耦電容,是把輸出信號的干擾作為濾除對象。

 

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在一個大的電容上還并聯(lián)一個小電容的原因 EDA365論壇網(wǎng)站|PCB論壇|PCB layout論壇|SI仿真技術(shù)論壇+ U4 b" ?8 \" e: U
      大電容由于容量大,所以體積一般也比較大,且通常使用多層卷繞的方式制作,這就導(dǎo)致了大電容 的分布電感比較大(也叫等效串聯(lián)電感,英文簡稱ESL)。大家知道,電感對高頻信號的阻抗是很大的,所以,大電容的高頻性能不好。而一些小容量電容則剛剛 相反,由于容量小,因此體積可以做得很?。s短了引線,就減小了ESL,因為一段導(dǎo)線也可以看成是一個電感的),而且常使用平板電容的結(jié)構(gòu),這樣小容量電 容就有很小ESL這樣它就具有了很好的高頻性能,但由于容量小的緣故,對低頻信號的阻抗大。所以,如果我們?yōu)榱俗尩皖l、高頻信號都可以很好的通過,就采用 一個大電容再并上一個小電容的方式。常使用的小電容為 0.1uF的瓷片電容,當(dāng)頻率更高時,還可并聯(lián)更小的電容,例如幾pF,幾百pF的。而在數(shù)字電路中,一般要給每個芯片的電源引腳上并聯(lián)一個0.1uF的 電容到地(這個電容叫做退耦電容,當(dāng)然也可以理解為電源濾波電容,越靠近芯片越好),因為在這些地方的信號主要是高頻信號,使用較小的電容濾波就可以了
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