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去耦电容和旁路电容的区别与联系

发布时间:2019-11-05

【导读】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。

去耦电容和旁路电容的区别与联系
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,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。
 
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。
 
去耦电容和旁路电容的区别与联系
 
旁路电容是把输入信号中的干扰作为滤除对象,而去耦电容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。去耦电容相当于电池,避免由于电流的突变而使电压下降,相当于滤纹波。具体容值可以根据电流的大小、期望的纹波大小、作用时间的大小来计算。去耦电容一般都很大,对更高频率的噪声,基本无效。旁路电容就是针对高频来的,也就是利用了电容的频率阻抗特性。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。
 
去耦电容(decoupling)也称退耦电容,是把输出信号的干扰作为滤除对象。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)。 
 
去耦电容和旁路电容的区别与联系
 
去耦电容的充、放电作用使集成电路得到的供电电压比较平稳,减小了电压振荡现象;集成电路可以就近在各自的去耦电容器上吸收或释放电流,不必通过电源线从较远的电源中取得电流,因此不会影响集成电路的速度;同时去耦电容器为集成电路的瞬态变化电流提供了各自就近的高频通道,从而大大减小了向外的辐射噪声并且相互之间没有公共阻抗,因此抑制了共阻抗耦合。
 
由于去耦电容器在高频时的阻抗将会减小到其自谐振频率,因而可以有效地除去信号线中的高频噪声,同时相对于低频来说,对能量没有影响,所以可在每一个集成电路的电源地脚之间加一个大小合适的去耦电容器。在选择去耦电容器类型时,应考虑哪些低电感的高频电容器。如高频性能好的多层陶瓷电容器或者独石电容器。
 
去耦电容和旁路电容的区别与联系
 
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。 
 
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0.01µ。
 
 
 
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