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

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' l1 U8 R) p9 O8 J关于去耦电容蓄能作用的理解

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( N" V! H2 v% }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。
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      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，
1 I& _1 m# l6 f8 w. i  ~     这时候，水不是直接来自于水库，那样距离太远了，# w4 G; d2 j% C" [3 X, x
     等水过来，我们已经渴的不行了。: d& a. Q/ E, I0 P  ^
     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，
2 j  S; X7 I$ j. d/ z6 l     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，, O. M* u8 m, H( d; H
     阻抗Z＝i*wL+R，线路的电感影响也会非常大，/ `2 G& B3 F" c9 ?+ g
     会导致器件在需要电流的时候，不能被及时供给。3 E% s# h, r6 H5 {$ G7 p2 t( b
     而去耦电容可以弥补此不足。
  O5 o& @/ [3 ~7 ?9 w5 V$ r) F% 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。
: c) F) E9 a( S1 o! `: a6 j6 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 8 b. M/ m3 B* I) n4 t- e# N7 A
      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
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