在电路方面,总有驱动源和被驱动负载。如果负载电容比较大,驱动电路要把电容充电、放电,才能完成信号的跳变,在上升沿比较陡峭的时候,电流比较大,这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,由于电路中的电感,电阻(特别是芯片管脚上的电感,会产生反弹),这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声,会影响前级的正常工作。这是耦合。去莲藕电容是为了满足驱动电路电流的变化,避免耦合干扰发挥电池的作用。旁路电容器实际上是去藕合的,但旁路电容器一般是指高频旁路,即提高高频开关噪声的低阻抗泄漏方式。根据谐振频率,高频旁路电容器一般较小.1u,0.01u等等,去耦电容一般比较大,是10u或更大,根据电路中的分布参数和驱动电流的变化来确定。 旁路是过滤输入信号中的干扰,而去耦是过滤输出信号的干扰,防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。(转)去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。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左右,也就是说,对于10MHz以下噪声具有良好的去耦效果,对40MHz上述噪声几乎无效。1μF、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。使用钽电容器或聚碳酸酯电容器。去耦电容器的选择不严格,可按C=1/F,即10MHz取0.1μF,100MHz取0.01μF。分布电容是指由非形态电容形成的分布参数。一般是指在印刷板或其他形式的电路形式、在线与线、印刷板上下层之间形成的电容。这种电容量很小,但可能会对电路产生一定的影响。在对印制板进行设计时一定要充分考虑这种影响,尤其是在工作频率很高的时候。也成为寄生电容器,制造时一定会产生,只是大小问题。布高速PCB过孔可以减少板层电容,但会增加电感。分布电感是指导体自感引起的阻抗增加.电容器的选择和使用注意事项:1。一般来说,当低频耦合或旁路电气特性要求较低时,可选择纸介质和聚酯电容器;云母电容器或瓷介质电容器应用于高频高压电路;电解电容器可用于电源滤波和退耦电路。2.在振荡电路、延迟电路和音调电路中,电容器容量应尽可能与计算值一致。在各种滤波及网络(选频网络)中,电容器容量要求准确;在退耦电路和低频耦合电路中,同级精度要求不太严格。3.电容器的额定电压应高于实际工作电压,并有足够的空间。一般来说,电容器的耐压值是实际工作电压的两倍以上。4.优先选择绝缘电阻高、损耗小的电容器,注意使用环境。 ( m, m3 g1 L; v. [3 ua! _#x$ U~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~` 3 [) W' q3 ~* a% _. @我们知道,一般来说,我们使用的电容器最重要的是滤波器和旁路,这是我在设计中使用的。对于高频杂波,我的经验是不要使用太大的电容器,因为我个人认为,虽然过大的电容器可能对低频杂波有更好的过滤效果,但对于高频杂波,由于其谐振频率的降低,高频杂波的过滤效果并不理想。因此,容量越大越好。 $ f|! J" }7 Z6 ~) A疑问点: . Y# x5 Y* o& E$ ~. A1.以上都是我的经验,没有理论证实。我希望谁能帮助解释理论是否正确。或者推荐一个网页或网站。 8 U1 k6 VA9 g' d6 B 2.是否超过谐振频率,其阻抗会大大增加,因此高频过滤信号的作用会相对降低? 0 h9 u/ p8 x$ [4 d3 V9 R 3.理想的滤波点是谐振频率吗???(不懂) 8 o1 y. ^1 l9 A4.以前只知道电容器的旁路作用是隔离交通,现在具体了PCB在设计中,电容旁路的作用体现在哪里? , W2 z. e- f! F1 C; A6 M/ s( _- I& h ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~; t s9 o) dR. g: W; z( Y! d9 `, u 在用电容抑制电磁骚扰时,最容易忽视的问题就是电容引线对滤波效果的影响。电容器的容抗与频率成反比。正是利用这一特性,将电容器并联在信号线和地线之间,起到高频噪声的旁路作用。然而,在实际工程中,许多人发现这种方法并不能达到预期的过滤噪声的效果,面对顽固的电磁噪声无助。其中一个原因是忽略了电容引线对旁路效果的影响。 实际电容器的电路模型是等效电感(ESL)、电容和等效电阻(ESR)串联网络。 理想电容器的阻抗是随着频率的增加而降低的,而实际电容器的阻抗是图1所示网络的阻抗特性。当频率较低时,电容器特性显示,即阻抗随频率的增加而降低,并在某一点共振。此电容器的阻抗等于等效串联电阻ESR。因为谐振点以上ESL电容阻抗随频率的增加而增加,这是电容呈现电感的阻抗特性。在谐振点以上,由于电容阻抗增加,高频噪声的旁路作用减弱甚至消失。 电容谐振频率由ESL电容值或电感值越大,谐振频率越低,即电容器的高频滤波效果越差。ESL除了电容器的类型外,电容器的引线长度是一个非常重要的参数,引线越长,电感越大,电容器的谐振频率越低。因此,在实际工程中,电容器的引线应尽可能短。 # o$ u9 U- i3 ]0 q2 y3 C 根据LC谐振点不仅与电感有关,还与电容值有关,电容越大,谐振点越低。很多人认为电容器容量越大,滤波效果越好,这是一种误解。虽然电容器对低频干扰的旁路效果越好,但由于电容器在较低频率下谐振,阻抗开始随着频率的增加而增加,因此高频噪声的旁路效果较差。表1是不同容量瓷片电容器的自谐振频率,导线长度为1.6mm(你用的电容线有这么短吗?)。表1电容值 自谐振频率(MHz) 电容值 自谐振频率(MHz)1m F 1.7 820 pF 38.50.1m F 4 680 pF42.50.01m F 12.6 560 pF 453300pF 19.3 470 pF 491800 pF 25.5 390 pF 541100pF 33330 pF 60 尽管从过滤高频噪声的角度来看,不希望电容谐振,但电容谐振并不总是有害的。当要滤除的噪声频率确定时,可以通过调整电容的容量,使谐振点刚好落在骚扰频率上。当确定要过滤的噪声频率时,谐振点可以通过调整电容的容量来落在骚扰频率上。 % ?3 t, z2 {3 ~" k
在电路方面,总有驱动源和被驱动负载。如果负载电容相对较大,驱动电路充放电,完成信号跳转,在陡峭的上升边缘,电流较大,因此驱动电流会吸收大电源电流,由于电路、电阻(特别是芯片管脚电感,会反弹),该电流实际上是一种噪声,会影响正常工作。这是耦合。. p' _4 p% ]; x8 S8 w6 K% O. Y 去莲藕电容是为了满足驱动电路电流的变化,避免耦合干扰发挥电池的作用。 * U/ p: n' j {旁路电容器实际上是去莲花的,但旁路电容器一般是指高频旁路,即提高高频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等等,去耦电容一般比较大,是10u或更大,根据电路中的分布参数和驱动电流的变化来确定。 & e- G2 O# t& }0 P8 l去耦和旁路可视为滤波。正如ppxp去耦电容相当于电池,避免电压因电流突变而下降,相当于滤波。具体容值可根据电流、预期纹波和工作时间计算。去耦电容器一般都很大,对噪音频率较高,基本无效。旁路电容是针对高频的,即利用电容的频率阻抗特性。一般来说,电容器可以个RLC串联模型。当电容器的阻抗等于某个频率时,会发生谐振ESR。如果你看电容器的频率阻抗曲线图,你会发现它通常是V形曲线。具体曲线与电容器的介质有关,因此在选择旁路电容器时也要考虑电容器的介质,一种比较安全的方法是多几个电容器。 6 V3 d$ V! K" h2 f/ G5 |去耦电容在集成电路电源和地之间的有两个作用:一方面是本集成电路的蓄能电容,另一方面旁路掉该器件的高频噪声。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以下噪声具有良好的去耦效果,对40MHz上述噪声几乎无效。1μF、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。使用钽电容器或聚碳酸酯电容器。去耦电容器的选择不严格,可按C=1/F,即10MHz取0.1μF,100MHz取0.01μF。" N8 [# _! V$ p" y, H! U# c7 T 一般来说,容量是uf等级电容器,如电解电容器或钽电容器,具有较大的电感和较小的谐振频率,通过较好的低频信号,对高频信号具有较强的电感性和较大的阻抗性。同时,大电容器还可以起到局部电荷池的作用,通过电源耦合可以减少局部干扰;容量为0.001~0.1uf陶瓷电容器或云母电容器,电感小,谐振频率高,对高频信号阻抗小,可为高频干扰信号提供旁路,减少局部耦合干扰 9 ~# L, T/ {! I5 z去耦电容和旁路电容在电子电路中起着抗干扰的作用,电容的位置不同,名称也不同。1 } t5 _. k! B; a, t0 v ! S- J& t" ?4 E; t* M( b r 对于同一电路,旁路(bypass)电容器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,去耦(decoupling,也称为退耦)电容器是过滤输出信号的干扰。( G9 m/ R$ \; @1 S2 V W 在供电电源和地之间也经常连接去耦电容,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。, n9 a! P/ Q& D6 }7 ] 我来总结一下,旁路实际上就是给高频干扰提供一个到地的能量释放途径,不同的容值可以针对不同的频率干扰。所以一般旁路时常用一个大贴片加上一个小贴片并联使用。对于相同容量的电容的Q值我认为会影响旁路时高频干扰释放路径的阻抗,直接影响旁路的效果,对于旁路来说,希望在旁路作用时,电容的等效阻抗越小越好,这样更利于能量的排泄。 : f6 g& X5 V( h" i2 X~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~) w9 ]3 t( @ G3 }2 x6 R! C5 w; ~ 数字电路输出信号电平转换过程中会产生很大的冲击电流,在供电线 ! q; p/ G2 [# c8 e/ ^* U" d和电源内阻上产生较大的压降,使供电电压产生跳变,产生阻抗噪声(亦 0 }# ]# O/ X! ~; K$ ], w j0^称开关噪声),形成干扰源。4 ]/ h$ j; b( x# {7 X 一、冲击电流的产生:- p3g7 y. b- Z0 Q (1)输出级控制正负逻辑输出的管子短时间同时导通,产生瞬态尖峰电流 9 O# T4 W. ~% ]1 X% T(2)受负载电容影响,输出逻辑由“0”转换至“1”时,由于对负载电容的充) h- P! p6 u1 _; b @ 电而产生瞬态尖峰电流。 2 F a5 \4 A. G' p 瞬态尖峰电流可达50ma,动作时间大约几ns至几十ns。 a0 R" |: f) G4 t8 A二、降低冲击电流影响的措施:: M6 d$ k e6 N$ b* ?% }) q (1)降低供电电源内阻和供电线阻抗 3 S& _- j; W& `" W(2)匹配去耦电容9 Y: [ G2 ?" Y) J/ J$ C#t& S 三、何为去耦电容;z" w5 \ k s# W& M8 o 在ic(或电路)电源线端和地线端加接的电容称为去耦电容。3 W5 C0 C7 L R: | 四、去耦电容如何取值) p6^4 |* e7 S$ u 去耦电容取值一般为0.01~0.1uf,频率越高,去耦电容值越小。 ! k) k# B0 j0 `' E五、去耦电容的种类 : k' ^5 G1 {3 y& Z8 O(1)独石 (2)玻璃釉 (3)瓷片 (4)钽 # D1 [8 D% H: \2 a4 Z六、去耦电容的放置3 C: C& ?5 \- M$ U1 i, m1 n 去耦电容应放置于电源入口处,连线应尽可能短。 9 Q1 f f/ o% P+ ^~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ n: b, L5 Q7 }+ [7 r% W! @ 旁路电容不是理论概念,而是一个经常使用的实用方法,在50 -- 60年代,这个词也就有它特有的含义,现在已不多用。电子管或者晶体管是需要偏置的,就是决定工作点的直流供电条件。例如电子管的栅极相对于阴极往往要求加有负压,为了在一个直流电源下工作,就在阴极对地串接一个电阻,利用板流形成阴极的对地正电位,而栅极直流接地,这种偏置技术叫做“自偏”,但是对(交流)信号而言,这同时又是一个负反馈,为了消除这个影响,就在这个电阻上并联一个足够大的点容,这就叫旁路电容。后来也有的资料把它引申使用于类似情况。 ( O/ A2 t/ j2 T , f+ H, U3 c: ~) k去耦电容在集成电路电源和地之间的有两个作用:一方面是本集成电路的蓄能电容,另一方面旁路掉该器件的高频噪声。数字电路中典型的去耦电容值是 0.1μF。这个电容的分布电感的典型值是5μH。0.1μF的去耦电容有5μH的分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,也就是说,对于 10MHz以下的噪声有较好的去耦效果,对40MHz以上的噪声几乎不起作用。1μF、10μF的电容,并行共振频率在20MHz以上,去除高频噪声的效果要好一些。每10片左右集成电路要加一片充放电电容,或1个蓄能电容,可选10μF左右。最好不用电解电容,电解电容是两层薄膜卷起来的,这种卷起来的结构在高频时表现为电感。要使用钽电容或聚碳酸酯电容。去耦电容的选用并不严格,可按C=1/F,即10MHz取0.1μF,100MHz取 0.01μF。 , i- h) D' \3 M6 W- _: u # i/ @$ ^2 R& G+ [! b. H. V3 L1 A一般来说,容量为uf级的电容,象电解电容或钽电容,他的电感较大,谐振频率较小,对低频信号通过较好,而对高频信号,表现出较强的电感性,阻抗较大,同时,大电容还可以起到局部电荷池的作用,可以减少局部的干扰通过电源耦合出去;容量为0.001~0.1uf的电容,一般为陶瓷电容或云母电容,电感小,谐振频率高,对高频信号的阻抗较小,可以为高频干扰信号提供一条旁路,减少外界对该局部的耦合干扰1 I6 }, W @% ^% p, h3 h; E 4 N0 e% M$ v6 ? }; k旁路是把前级或电源携带的高频杂波或信号滤除;去藕是为保正输出端的稳定输出(主要是针对器件的工作)而设的“小水塘”,在其他大电流工作时保证电源的波动范围不会影响该电路的工作;补充一点就是所谓的藕合:是在前后级间传递信号而不互相影响各级静态工作点的元件 ; }" B6 _) x8 P! K- q- S4 b! X/ B! h# E3 g3 _5 @4 M 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。7 Q2 }8 G" U) p: s7 v1 G. N ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~` & h6 K* ~+ H9 `( f4 m4 Y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。 ( t4 F2 [' c: K) L " a" b6 M! ?% W5 b" d%}' x旁路电容 . ~'f6 G* g5 o1 j* Q1 b. E 可将混有高频电流和低频电流的交流电中的高频成分旁路掉的电容,称做“旁路电容”。. O* }' i) E0 w! M 例如当混有高频和低频的信号经过放大器被放大时,要求通过某一级时只允许低频信号输入到下一级,而不需要高频信号进入,则在该级的输出端加一个适当大小的接地电容,使较高频率的信号很容易通过此电容被旁路掉(这是因为电容对高频阻抗小),而低频信号由于电容对它的阻抗较大而被输送到下一级放大 9 j( D1 S+ L0 r8 z" l% N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,也称退耦)电容是把输出信号的干扰作为滤除对象。 ! f; j# E# q3 C2 G& Y~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 4 }5 G3 n% j; O! B3 h* o; f) D去耦电容在集成电路电源和地之间的有两个作用:一方面是本集成电路的蓄能电容,另一方面旁路掉该器件的高频噪声。数字电路中典型的去耦电容值是0.1μF。这个电容的分布电感的典型值是5μH。0.1μF的去耦电容有5μH的分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,也就是说,对于10MHz以下的噪声有较好的去耦效果,对40MHz以上的噪声几乎不起作用。1μF、10μF的电容,并行共振频率在20MHz以上,去除高频噪声的效果要好一些。每10片左右集成电路要加一片充放电电容,或1个蓄能电容,可选10μF左右。最好不用电解电容,电解电容是两层薄膜卷起来的,这种卷起来的结构在高频时表现为电感。要使用钽电容或聚碳酸酯电容。去耦电容的选用并不严格,可按C=1/F,即10MHz取0.1μF,100MHz取0.01μF。 ( j; n0 B- B3 W H4 w6 _! w~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~8 p$ F% i/ }8 F( x: } 作为一名新手,经常接触到旁路电容和去耦电容的概念,但却搞不清楚他们的区别和作用。 % J y1 p! K+ q9 p" B一般设计的板子上IC 的每个电源管脚附近都会放置一个电容作去耦电容,以减小电源阻抗??那么此IC的某些高速信号是否会把此电容作为高频电流的旁路电容呢? 5 }8 P! ?+ |/ Z. b请大侠详细解释一下旁路电容和去耦电容。 $ x8 c' w: I. V- G 3 d# X6 n# W. s$ V6 S7 e) k* M我认为去耦电容和旁路电容没有本质的区别,电源系统的电容本来就有多种用途,从为去除电源的耦合噪声干扰的角度看,我们可以把电容称为去耦电容(Decoupling),如果从为高频信号提供交流回路的角度考虑,我们可以称为旁路电容(By-pass).而滤波电容则更多的出现在滤波器的电路设计里.电源管脚附近的电容主要是为了提供瞬间电流,保证电源/地的稳定,当然,对于高速信号来说,也有可能把它作为低阻抗回路,比如对于CMOS电路结构,在0->1的跳变信号传播时,回流主要从电源管脚流回,如果信号是以地平面作为参考层的话,在电源管脚的附近需要经过这个电容流入电源管脚.所以对于PDS(电源分布系统)的电容来说,称为去耦和旁路都没有关系,只要我们心中了解它们的真正作用就行了.