简介
电容器作为一种无源设备，常用于各种电子电路。其中，在电路中，电容器常被用作旁路和去耦两种功能。那么，旁路和去耦有什么区别呢？如何区分它在实际应用中的作用？设计时如何选择？PCB在设计有哪些注意事项？本文将讨论上述问题。
去耦电容（Decouplingcapacitor）
1.分析去耦电容
去耦电容的核心是分离（Isolatingordecoupling）信号，即将AC和DC分离信号，最常见的应用是电源（DCPowersupply）到负载（Load）之间(如图1所示)使用电容AC分离提供回路，使到达负载基本上只包括DC分量。
有关Decouplingcapacitors引自参考资料的英语解释如下
"DecouplingcapacitorsareusedfordecouplingACsignalsfromDCsignalsorevenviceversa.Itmainlyisolatesordecouplestwodifferentcircuits.Itisalsousedtoisolatealocalcircuitfromanexternalone.”
https://components101.com/articles/decoupling-capacitor-vs-bypass-capacitors-working-and-applications
2.去耦电容应用分析
a)
b
Fig.1Decouplingcapacitor
在图1的应用中，Load需要从DCPOWER获取能量，其中电容的存在，对直流信号等于断路(电抗无限大)，因此DC重量将直接到达Load，与高频相比AC重量，电容提供一个GND低阻抗回路，从而是的AC分离经过电容流到GND，实现了AC和DC从而达到去耦的效果，使到达负载的电源基本为DC分离。
第二个常用的典型应用(如图2所示)可以引出。
在设计中，通常每一个IC的Power和GND之间都会放置两个电容，其中一个大约为10uF，另一个是0左右.1uF。容量较大的电容器主要用于过滤低频交流量，容量较小的电容器通常用于过滤高频交流量，因此正在进行中Placement也一般按照power先通过大电容，再通过小电容，尽量减少整个电路的面积，使之AC和DC尽可能分离，从而使得IC具有较好的DC性能。
Fig.2Applicationofdecouplingcapacitor
3.选择去耦电容值
在设计中，通常有两个电容器，一个用于过滤高频分量，另一个用于过滤低频分量。对于高频分量去耦电容，通常选择0.01μF到0.1μF，低频分量去耦电容通常选择1μF到100μF。此外，电解电容通常用于低频分量去耦电容的材料，高频分量去耦电容的材料为粘贴陶瓷电容。
旁路电容（Bypasscapacitor）
1.分析旁路电容器
旁路电路的目的是使不想要的噪音（unwantednoise）旁路到GND，然后确保噪声进入系统。
有关Bypasscapacitors引自参考资料的英语解释如下
ThemainworkofthebypasscapacitoristobypasstheunwantednoiseorcommunicationtothegroundwhichisgeneratedfromthePowerlinetotheelectroniccircuit.Itcanbypassallsortsofnoisethatappearonthepowerlineandpreventittoenterthemainsystem.
https://askanydifference.com/difference-between-bypass-and-decoupling-capacitor-with-table/
2.旁路电容应用
旁路电容器的常用应用有以下几个方面
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ACandDCconverters
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Insignalcouplinganddecoupling
-
Beusedforproducingclearaudiobetweentheamplifierandloudspeaker
-
Beusedinhighpassfilterandlowpassfilter
-
Fig.3applicationofbypasscapacitor
3.旁路电容值选择
首先，需要明确的原理是，电流总是希望降低电阻路径，因此为了确保通过电流保留交流信号GND，需要使电容电路具有较低的阻抗。通常，并联电容的阻抗应至少小于相应电阻的1/10。因此，旁路电容的电容值通常采用以下计算公式计算。
对比旁路电容和去耦电容
Bypassingcanbedefinedasthemethodofaddingapathoflow-impedanceforshuntingthetransientenergytothegroundwhichisthesource.Itisarequirementforproperdecoupling.
Decouplingcanbedefinedasthemethodofbreakingcouplingthatispresentinbetweenportionsofvarioussystemsaswellascircuitstoensurethattheoperation&nbp;is done properly.
It is used for
It smoothens the unwanted noise signals by stabilization of the distorted ones.
It is used for shunting any unwanted noise signals.
For the noise of low frequency, the value should be1 µF to 100 µF and that for high frequency should be 0.01 µF to 0.1 µF.
Bypass Capacitors are placed near the power supply and the power supply pins.
Decoupling capacitors are placed in between the load or the IC and the power supply.
Used in between a loudspeaker and an amplifier for the production of clear audio.
It is used mainly in logic circuits.
总结
通过以上的分析，我们不难发现，在使用中，二者之间并不存在太大的区别，其都具有将AC信号分流到GND的作用。而二者之间最明显的区别在于，旁路电容的设计是使其分离任何不期望的噪声信号，但是去耦电容主要用于稳定失真的信号。
所以对于旁路电容，根据需要旁路的噪声信号频率，使用特定电容值的电容即可；而对于去耦电容，一般需要两个电容，其中1-100μF电容用于去耦低频信号，0.01μF-0.1μF电容用于去耦高频信号。
Reference：
Decoupling Capacitor vs Bypass Capacitor – Working & Applications (components101.com)
Difference Between Bypass and Decoupling Capacitor (With Table) – Ask Any Difference
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