大家一起学元器件知识（2） - 关于滤波电容、去耦电容、旁路电容的区别

1.
+ s! M6 @) o. X6 P! P5 ~
  M& _! x  R1 K) _; F5 F( o关于去耦电容蓄能作用的理解

1）
$ R, Y9 D1 S5 h4 J$ o: m! }0 N2 ^7 C8 |  i- L2 }' x) }
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。
  }1 P) S; }9 Y# P0 V# `% U$ s7 U! T# H
      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，( B5 D# V; p- K. m7 V
     这时候，水不是直接来自于水库，那样距离太远了，, F; ~: `: X* J( Q7 r
     等水过来，我们已经渴的不行了。
0 N- h7 D# n8 D: e% h# ?1 d     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，6 c8 h, Y4 w- w# Z7 d
     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，
2 b2 c: g3 |7 K) q( O     阻抗Z＝i*wL+R，线路的电感影响也会非常大，
  @6 L/ t5 `4 v  s5 b     会导致器件在需要电流的时候，不能被及时供给。
# K9 a, W4 v, S     而去耦电容可以弥补此不足。# s9 Q# [* j0 p3 K
     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。 ! F& T7 p) @5 N, L6 L' K
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。

在一个大的电容上还并联一个小电容的原因 1 w. C: P# ^" Q( r
      大电容由于容量大，所以体积一般也比较大，且通常使用多层卷绕的方式制作，这就导致了大电容 的分布电感比较大（也叫等效串联电感，英文简称ESL）。大家知道，电感对高频信号的阻抗是很大的，所以，大电容的高频性能不好。而一些小容量电容则刚刚 相反，由于容量小，因此体积可以做得很小（缩短了引线，就减小了ESL，因为一段导线也可以看成是一个电感的），而且常使用平板电容的结构，这样小容量电 容就有很小ESL这样它就具有了很好的高频性能，但由于容量小的缘故，对低频信号的阻抗大。所以，如果我们为了让低频、高频信号都可以很好的通过，就采用 一个大电容再并上一个小电容的方式。常使用的小电容为 0.1uF的瓷片电容，当频率更高时，还可并联更小的电容，例如几pF，几百pF的。而在数字电路中，一般要给每个芯片的电源引脚上并联一个0.1uF的 电容到地（这个电容叫做退耦电容，当然也可以理解为电源滤波电容,越靠近芯片越好），因为在这些地方的信号主要是高频信号，使用较小的电容滤波就可以了
( t+ s4 q- ]1 f8 b' |: c8 M