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。從電路來說,總是存在驅動的源和被驅動的負載。如果負載電容比較大,驅動電路要把電容充電、放電,才能完成信號的跳變,在上升沿比較陡峭的時候,電流比較大,這樣驅動的電流就會吸收很大的電源電流,由於電路中的電感,電阻(特別是芯片管腳上的電感,會產生反彈),這種電流相對於正常情況來說實際上就是一種噪聲,會影響前級的正常工作。這就是耦合。
去藕電容就是起到一個電池的作用,滿足驅動電路電流的變化,避免相互間的耦合干擾。
去耦和旁路都可以看作濾波。去耦電容相當於電池,避免由於電流的突變而使電壓下降,相當於濾紋波。具體容值可以根據電流的大小、期望的紋波大小、作用時間的大小來計算。去耦電容一般都很大,對更高頻率的噪聲,基本無效。旁路電容就是針對高頻來的,也就是利用了電容的頻率阻抗特性。電容一般都可以看成一個RLC串聯模型。在某個頻率,會發生諧振,此時電容的阻抗就等於其ESR。如果看電容的頻率阻抗曲線圖,就會發現一般都是一個V形的曲線。具體曲線與電容的介質有關,所以選擇旁路電容還要考慮電容的介質,一個比較保險的方法就是多並幾個電容。
相關作用
去耦電容在集成電路電源和地之間的有兩個作用:一方面是本集成電路的蓄能電容,另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。數字電路中典型的去耦電容值是0.1μF。這個電容的分佈電感的典型值是5μH。0.1μF的去耦電容有5μH的分佈電感,它的並行共振頻率大約在7MHz左右,也就是說,對於10MHz以下的噪聲有較好的去耦效果,對40MHz以上的噪聲幾乎不起作用。1μF、10μF的電容,並行共振頻率在20MHz以上,去除高頻噪聲的效果要好一些。每10片左右集成電路要加一片充放電電容,或1個蓄能電容,可選10μF左右。最好不用電解電容,電解電容是兩層薄膜捲起來的,這種捲起來的結構在高頻時表現爲電感。要使用鉭電容或聚碳酸酯電容。去耦電容的選用並不嚴格,可按C=1/F,即10MHz取0.1μF,100MHz取0.01μF。
查了下wiki,才發現其實旁路和去耦是同一個意思,因爲它們原理上是一樣的,或者應該說兩個單詞的意思也是類似的,bypass就是把干擾信號接地而產生的作用就是對不同元器件進行信號的decouple。哈哈see....。當然wiki裏面也說了,decouple更偏向於各ic間的信號進行去耦,所以使用decouple電容時,選擇的容量應該以ic的工作頻率而定,也就是c=1/f左右。而bypass則是針對電源及大的阻抗性元件,bypass電容的選擇可以根據實際情況加到一些,對於電源端的使用的bypass,目的是爲了因爲開關電源有個轉換頻率(幾KHz到幾MHz),所以無法立即響應負載上的能量變化,通過電容來存儲能量來彌補在轉換頻率內負載發生變化時的能量供應,這種情況也可以理解爲一種decouple,通過電容來對電源和負載進行decouple消除它們之間的相互影響。詳細的可以參考http://en.wikipedia.org/wiki/Bypass_capacitor
濾波電容,去耦電容,旁路電容區別
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。
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供局部化的DC電壓源,它在減少跨板浪湧電流方面特別有用。
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)。
3.在一個大的電容上還並聯一個小電容的原因
大電容由於容量大,所以體積一般也比較大,且通常使用多層卷繞的方式製作,這就導致了大電容的分佈電感比較大(也叫等效串聯電感,英文簡稱ESL)。大家知道,電感對高頻信號的阻抗是很大的,所以,大電容的高頻性能不好。而一些小容量電容則剛剛相反,由於容量小,因此體積可以做得很小(縮短了引線,就減小了ESL,因爲一段導線也可以看成是一個電感的),而且常使用平板電容的結構,這樣小容量電 容就有很小ESL這樣它就具有了很好的高頻性能,但由於容量小的緣故,對低頻信號的阻抗大。所以,如果我們爲了讓低頻、高頻信號都可以很好的通過,就採用一個大電容再並上一個小電容的方式。常使用的小電容爲 0.1uF的瓷片電容,當頻率更高時,還可並聯更小的電容,例如幾pF,幾百pF的。而在數字電路中,一般要給每個芯片的電源引腳上並聯一個0.1uF的 電容到地(這個電容叫做退耦電容,當然也可以理解爲電源濾波電容,越靠近芯片越好),因爲在這些地方的信號主要是高頻信號,使用較小的電容濾波就可以了。