旁路电容和去藕电容

2019-07-13 22:45发布


1)去藕       (电源端)
去耦电容一般是接在正负电源之间,滤波作用.(也是一个牛人)说过在对电源布线的时候,优先让电源导线经过去耦电容
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(c对高频阻力小,将之泻至GND)。

1.数字电路中,当电路从一个状态转换为另一种状态时,就会在电源线上产生一个很大的尖峰电流,形成瞬变的噪声电压。,会影响前级的正常工作。这就是耦合。
对于噪声能力弱、关断时电流变化大的器件和ROM、RAM等存储型器件,应在芯片的电源线(Vcc)和地线(GND)间直接接入去耦电容。

2.关于去耦电容蓄能作用的理解
1)去耦电容主要是去除高频如RF信号的干扰,干扰的进入方式是通过电磁辐射。
      而实际上,芯片附近的电容还有蓄能的作用,这是第二位的。
    ,在频率很高的情况下,阻抗Z=i*wL+R,线路的电感阻碍电流的作用非常大,  会导致器件在需要电流的时候,不能被及时供给,去耦电容可以弥补此不足。
    这也是为什么很多电路板在高频器件VCC管脚处放置小电容的原因之一  (在vcc引脚上通常并联一个去藕电容,这样交流分量就从这个电容接地。)

2)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

我们经常可以看到,在电源和地之间连接着去耦电容,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。

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。

2)旁路       (信号端)
旁路电容一般是接在信号端对地的,有抗干扰或降低噪声作用;
旁路:从元件或电缆中转移出不想要的共模RF能量。这主要是通过产生AC旁路消除无意的能量进入敏感的部分,另外还可以提供基带滤波功能(带宽受限)。 
旁路电容的主要功能是产生一个交流分路,从而消去进入易感区的那些不需要的能量。
旁路电容一般作为高频旁路器件来减小对电源模块的瞬态电流需求。
通常铝电解电容和钽电 容比较适合作旁路电容,其电容值取决于PCB板上的瞬态电流需求,一般在10至470μF范围内。
若PCB板上有许多集成电路、高速开关电路和具有长引线的电源,则应选择大容量的电 容。
Eg : 只需要低频信号,就再下级电路并联一个 C ,将上级电路的高频干扰信号 泻至……

2.旁路电容和去耦电容的区别
    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。
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,
去耦(decoupling)电容也称退耦电容,是把输出信号的干扰作为滤除对象。
旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象,而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象,防止干扰信号返回电源。这应该是他们的本质区别。 

只是旁路电容一般是指高频旁路,也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般是0.1u,0.01u等 ,而去耦合电容一般比较大,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。