去耦电容 与 旁路电容 的区别

旁路电容过滤对象是电源或输入信号中交流量的干扰。

有了旁路电容，电源5V过滤中的交流量-波动。将蓝色波形变成粉色波形。一般来说，靠近电源。

去耦电容它是芯片的电源管脚。由于电源管脚的外部波形输出，我们使用电容器进行过滤。

以信号电源管脚和输出干扰为过滤对象，防止干扰信号返回电源。

形成尖峰电流：

数字电路输出高电流通常从电源中拉出Ioh电流灌入低电平输出时Iol大小一般不同，即：Iol＞Ioh。以下图的TTL以非门为例，说明尖峰电流的形成：

输出电压如右图所示（a）所示，理论上电源电流的波形如右图（b），实际电源电流保险如右图所示（c）。由图（c）可以看出，当输出从低电平转换为高电平时，电源电流有一个短而大的峰值。峰值电源电流的波形因器件类型和输出端连接的电容负载而异。

尖峰电流的主要原因是：

输出级的T3、T4管短设计同时导通。输入电压的负跳变在与非门从输出低电平转向高电平的过程中T2和T由于基极驱动电流较大，3的基极动电流，T3饱和深度设计比T2.反向驱动电流将使T首先，脱离饱和并结束。T2截止后，其集电极电位上升，使T但是这个时候T3还没有脱离饱和，所以在极短的设计中T3和T4将同时导通，从而产生很大的ic4.使电源电流形成尖峰电流。R设计4是为了限制这个尖峰电流。

这应该是他们的本质区别。去耦电容器相当于电池，以避免电压因电流突变而下降，相当于过滤波。具体容量值可以根据电流、预期纹波和工作时间的大小来计算。如果电容器的容量很大，它对更高频率的噪声基本上是无效的。旁路电容器是针对高频的，即使用电容器的频率阻抗特性。但旁路电容器一般针对外部噪声，即提高开关噪声的低阻抗泄漏方式。高频旁路电容器一般相对较小，根据谐振频率一般为0.1u，0.01u等，低频旁路电容一般比较大，是10u或者更大，依据电路中分布参数，以及驱动电流的变化大小来确定。

旁路电容

旁路电容（bypass）以输入信号中的高频噪声为过滤对象，过滤前级携带的高频杂波。

旁路电容器的主要功能是产生交流分路，从而消除进入易感区的不必要能量。旁路电容器通常用作高频旁路设备，以减少对电源模块的瞬态电流需求。通常铝电解电容和钽电解电容容量更适合旁路电容，其电容值取决于PCB板上的瞬态电流需求一般为10至470μF范围内。

去耦电容

去耦电容（decoupling）也被称为解耦电容器，以芯片电源脚的输出干扰为过滤对象。解耦电容器在集成电路电源和地面之间有两个功能：一方面是集成电路的蓄能电容器，另一方面是设备的高频噪声（电容器对高频阻抗较小，并将其拉到GND)。

在数字电路中，当电路从一个状态转换为另一个状态时，电源线上会产生大的尖峰电流，形成瞬态噪声电压，影响前级的正常运行。这是耦合。对于噪声能力弱、关闭时电流变化大的设备和ROM、RAM存储器件应在芯片的电源线上（Vcc）和地线（GND）去耦电容到去耦电容器。

典型的数字电路去耦电容值为0.1μF。该电容分布电感的典型值为5μH。0.1μF去耦电容为5μH其并行共振频率约为7MHz也就是说，对于10，MHz以下噪声具有效果好，40MHz上述噪声几乎无效。μF、10μF并行共振频率为20MHz以上，去除高频噪声的效果更好。每10片左右的集成电路应增加一个充放电电容器或一个蓄能电容器，可选10个μF左右。最好不要使用电解电容器。电解电容器由两层薄膜卷起。这种卷起结构在高频时表现为电感。钽电容或聚碳酸酯电容。去耦电容的选择不严格，可按C=1/F，即10MHz取0.1μF，100MHz取0.01μ。

案例分析：

缓冲电路(测量结果)采用去耦和不去耦

去耦电容器和去耦电容器（C1 和C2)用于驱动 R-C 负载的缓冲电路。我们注意到，在不使用去耦电容器的情况下，电路的输出信号包含高频(3.8MHz)振荡。对于无去耦电容器的放大器，通常会出现稳定性低、瞬态响应差、启动故障等异常问题。

电流带去耦合，不带去耦合

电源线的电感将限制临时电流。去耦电容器非常接近设备，因此电流路径的电感非常小。在临时过程中，电容器可以在很短的时间内向设备提供大量的电流。未使用去耦电容器的设备不能提供临时电流，因此放大器的内部节点会下垂（通常称为干扰）。由于内部节点没有得到正确的偏置，无去耦电容器的内部电源干扰会导致设备工作不连续。

良好与糟糕PCB对比板面布局

除使用去耦电容器外，还应在去耦电容器、电源和接地端之间采用较短的低阻抗连接。将去耦板的良好布局与不良布局进行比较。由于通孔会增加电感，因此应始终尽量使去耦连接保持较短的距离，避免去耦路径中的通孔。大多数产品说明书都会给出去耦电容器的推荐值。如果没有，则可以使用0.1uF。

PCB布局时放置去耦电容器

对于电容器的安装，首先要提到的是安装距离。容量最小的电容器具有最高的谐振频率和最小的去耦半径，因此放置在最接近芯片的位置。容量稍大的可以稍远，容量最大的可以放置在最外层。然而，所有去耦芯片的电容器都应尽可能靠近芯片。

下图1是放置位置的例子。本例中的电容等级大致为10倍。

还有一点需要注意的是，放置时最好均匀分布在芯片周围，每个容量等级都应该是这样的。通常在设计芯片时，考虑到电源和引脚的排列位置，芯片的四个边缘一般均匀分布。因此，芯片周围存在电压干扰，去耦也必须均匀地去耦整个芯片区域。如果上图中的680pF电容器放置在芯片的上部。由于去耦半径问题，芯片下部的电压不能很好地干扰去耦。

电容的安装

安装电容器时，从焊盘中拉出一小段引出线，然后通过孔与电源平面连接，接地端也是如此。流经电容器的电流电路为：电源平面->过孔->引出线->焊盘->电容->焊盘->引出线->过孔->图2直观地显示了电流的回流路径。

第一种该方法从焊盘中引出长线，然后连接过孔，这将引入大量的寄生电感，必须避免这样做，这是最糟糕的安装方法。

第二种该方法在焊盘两端靠近焊盘打孔，远小于第一种方法，寄生电感小，可接受。

第三种在焊盘侧面打孔，进一步减少回路面积，寄生电感小于第二种，是更好的方法。

第四种与第三种方法相比，电容器的每一端通过孔并联接入电源平面和地平面，小于第三种寄生电感。只要空间允许，试着使用这种方法。

最后一种该方法直接在焊盘上打孔，寄生电感最小，但焊接可能有问题，是否使用取决于加工能力和方法。

推荐使用第三种和第四种方法。

需要强调一点：有些工程师为了节省空间，有时让多个电容使用公共过孔，任何情况下都不要这样做。最好想办法优化电容组合的设计，减少电容数量。

由于印制线越宽，电感越小，从焊盘到过孔的引出线尽量加宽，如果可能，尽量和焊盘宽度相同。这样即使是0402封装的电容，你也可以使用20mil宽的引出线。引出线和过孔安装如图4所示，注意图中的各种尺寸。

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