濾波電容用在電源整流電路中,用來濾除交流成分。使輸出的直流更平滑。
去耦電容用在放大電路中不需要交流的地方,用來消除自激,使放大器穩定工作。
旁路電容用在有電阻連接時,接在電阻兩端使交流信號順利通過。
1.關於去耦電容蓄能作用的理解
1)去耦電容主要是去除高頻如RF信號的干擾,干擾的進入方式是通過電磁輻射。
而實際上,芯片附近的電容還有蓄能的作用,這是第二位的。 你可以把總電源看作密雲水庫,我們大樓內的家家戶戶都需要供水,
這時候,水不是直接來自於水庫,那樣距離太遠了, 等水過來,我們已經渴的不行了。
實際水是來自於大樓頂上的水塔,水塔其實是一個buffer的作用。 如果微觀來看,高頻器件在工作的時候,其電流是不連續的,而且頻率很高, 而器件VCC到總電源有一段距離,即便距離不長,在頻率很高的情況下,
阻抗Z=i*wL+R,線路的電感影響也會非常大, 會導致器件在需要電流的時候,不能被及時供給。
而去耦電容可以彌補此不足。 這也是爲什麼很多電路板在高頻器件VCC管腳處放置小電容的原因之一
(在vcc引腳上通常並聯一個去藕電容,這樣交流分量就從這個電容接地。)
2)有源器件在開關時產生的高頻開關噪聲將沿着電源線傳播。去耦電容的主要功能就是提供一個局部的直流電源給有源器件,以減少開關噪聲在板上的傳播和將噪聲引導到地
2.旁路電容和去耦電容的區別
去耦:去除在器件切換時從高頻器件進入到配電網絡中的RF能量
。去耦電容還可以爲器件提供局部化的DC電壓源,它在減少跨板浪涌電流方面特別有用。
旁路:從元件或電纜中轉移出不想要的共模RF能量。這主要是通過產生AC旁路消除無意的能量進入敏感的部分,另外還可以提供基帶濾波功能(帶寬受限)。
我們經常可以看到,在電源和地之間連接着去耦電容,它有三個方面的作用:
一是作爲本集成電路的蓄能電容;
二是濾除該器件產生的高頻噪聲,切斷其通過供電迴路進行傳播的通路;
三是防止電源攜帶的噪聲對電路構成干擾。
在電子電路中,去耦電容和旁路電容都是起到抗干擾的作用,電容所處的位置不同,稱呼就不一樣了。對於同一個電路來說,旁路(bypass)電容是把輸入信號中的高頻噪聲作爲濾除對象,把前級攜帶的高頻雜波濾除,而去耦(decoupling)電容也稱退耦電容,是把輸出信號的干擾作爲濾除對象。
去耦
在直流電源迴路中,負載的變化會引起電源噪聲。例如在數字電路中,當電路從一個狀態轉換爲另一種狀態時,就會在電源線上產生一個很大的尖峯電流,形成瞬變的噪聲電壓。配置去耦電容可以抑制因負載變化而產生的噪聲,是印製電路板的可靠性設計的一種常規做法,配置原則如下:
●電源輸入端跨接一個10~100uF的電解電容器,如果印製電路板的位置允許,採用100uF以上的電解電容器的抗干擾效果會更好。
●爲每個集成電路芯片配置一個0.01uF的陶瓷電容器。如遇到印製電路板空間小而裝不下時,可每4~10個芯片配置一個1~10uF鉭電解電容器,這種器件的高頻阻抗特別小,在500kHz~20MHz範圍內阻抗小於1Ω,而且漏電流很小(0.5uA以下)。
●對於噪聲能力弱、關斷時電流變化大的器件和ROM、RAM等存儲型器件,應在芯片的電源線(Vcc)和地線(GND)間直接接入去耦電容。
●去耦電容的引線不能過長,特別是高頻旁路電容不能帶引線。