0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

旁路电容与去耦电容到底是什么?

Q4MP_gh_c472c21 来源:TopSemic嵌入式 作者:TopSemic 2021-06-23 14:54 次阅读

1. 旁路和去耦

先谈两个比较重要的概念:旁路电容(Bypass Capacitor),去耦电容(Decoupling Capacitor)。

只要是设计过硬件电路的同学肯定对这两个词不陌生,但真正理解这两个概念的可能并不多。我刚毕业时就问过我的师傅,为什么总是在电路里摆两个 0.1uF 和 0.01uF 的电容。当时我的师傅比我年龄大很多。他很遗憾的看着我说:"噢,不都是这样设计吗?" 于是,我被这个小问题,继续折磨了很多年。你要知道当年互联网还不普及,某歌某度还不知道在哪儿呢。

直到我的年龄比我师傅当年大,我对这两个词儿的理解才慢慢深入了一些。可是我发现现在的年轻人跟我们当年困惑一样多。网上一搜资料一大堆,可是你会发现错误的和正确的一样多。甚至有的专门往岔路上带的。前几年的莆田系不就是这么干的么?(是不是有点儿地域歧视?Fogive me then!)

理解英文翻译过来的词汇一定要回到英文,只盯着 "旁路","去耦"这两个词瞎琢磨可能会走火入魔。

Bypass

pass 是通过的意思,by pass 从靠近的地方,从旁边通过。大路不走走小路,主路不走走辅路。

Decoupling

Couple 一对,一双。动词引申为配对,连接的意思。如果系统A中出现的事物(信号)引起了系统B中一事物(信号)的出现,或者反过来,那么我们就说系统A与系统B出现了耦合(Coupling)。

De coupling 即减弱这种耦合。

2. 电源旁路和去耦电路例子

下面我们看一个例子,直流电源 (Power) 给芯片 (IC) 供电

a. 如果电源受到了干扰 (可能通过220V市电进入电源系统,一般为频率比较高的信号),那么干扰信号会通过Power 和IC之间的电源线传导到IC,如果干扰过强可能导致IC芯片不能正常工作。现在我们在靠近电源输出的位置加入一个电容C1,因为电容对直流呈开路,对交流呈低阻,频率较高的干扰信号通过C1回流到地。本来会从IC走的干扰信号此时绕过IC直接到地了,所以我们称C1为旁路电容 (Bypass Capacitor),即把IC旁路掉了。

b. 现在的集成电路工作频率一般比较高。当IC瞬间启动,或切换工作频率时,会在供电导线上造成较大的电流波动。这种波动沿着导线反向传导到电源后,会造成电源的波动。即IC 的波动耦合到了电源。当在贴近IC的电源端口VCC放置一个电容C2后,我们知道电容有储能的作用,可以给IC提供瞬时电流,减弱了IC 电流波动向电源的传导。所以我们称C2为去耦电容。

当然我们会发现旁路电容C1同时也有去耦的作用,去耦电容 C2同时也有旁路的作用。所以什么事情都不能绝对化。

3. 理论和实践的距离

回到我们开始那个令人困惑的问题。我们知道电容阻抗计算公式:

阻抗 Z=1/jωC

容抗 Xc=1/ωC=1/2πfC

容抗与频率和电容值成反比,电容越大,频率越高则容抗越小。那么0.1uF的电容容抗比0.01uF的小10倍。对某一频率的干扰信号来说,如果能被容抗大的0.01uF的旁路掉,那么应该更容易通过容抗更小的0.1uF的电容旁路。那多加一个0.01uF的电容不是有点儿浪费吗?

我发现不少同学都产生过类似这种困惑,特别是从学校毕业不久的时候。这可以引出一个比较大的问题:我们学校里的课程和实际脱节比较严重。考试的时候可以演算出登陆火星的路径,现实里往往被一个小问题绊倒。当年有个工作都快退休了的老同志,也深受其害,和人争论地线上到底有没有电流!他的理论依据就是地线上电压为零,I=V/R=0/R=0。我们学校里就一直是这么教的,好吧。

马克思主义再正确,也要和社会实践相结合不是。我们理解现实的一大武器就是:不要把现实世界中的东西理想化。

现实中的电容由于引线,介质的非理想性,在一个电容器件中存在电感特性,电阻特性。对于一个特定的电容,当频率低于某个值时元件呈容性,当频率高于此频率时原件呈感性。这个频率为此电容的自谐振频率。

当我们用一个0.1uF 和一个0.01uF 的电容并联时,相当于拓宽了滤波频率范围。

责任编辑:lq6

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 旁路电容
    +关注

    关注

    7

    文章

    179

    浏览量

    24939
  • 去耦电容
    +关注

    关注

    11

    文章

    318

    浏览量

    22514

原文标题:啥叫旁路电容?啥叫去耦?可以不再争论了吗

文章出处:【微信号:gh_c472c2199c88,微信公众号:嵌入式微处理器】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

收藏 人收藏

    相关推荐

    干货推荐!电容的基本知识

    设计中而不过度使用的建议。 电容到底有什么作用? 在稳态时,一个典型的 CMOS 集成电路需要的功率非常小。芯片的能耗主要与状态转换有关,即在 “0” 和 “1” 之间切换。这是因
    发表于 02-17 11:21

    电容的基本知识

    “  如何稳定数字电路的供电电压?为什么说大部分网上的建议都不太靠谱?本文将理论结合实际,介绍电容的使用方法。 ” 二十年前,要制造一台便携式音乐播放器,你必须把几百个电子元件拼凑在一起。如今
    的头像 发表于 02-13 11:14 108次阅读
    <b class='flag-5'>去</b><b class='flag-5'>耦</b><b class='flag-5'>电容</b>的基本知识

    什么是?为什么要选什么是

    通过添加电容器减少电源噪声,陶瓷电容因其高频响应好、ESR和ESL低,适合作为
    的头像 发表于 01-03 10:29 270次阅读
    什么是<b class='flag-5'>去</b><b class='flag-5'>耦</b>?为什么<b class='flag-5'>去</b><b class='flag-5'>耦</b>要选什么是<b class='flag-5'>去</b><b class='flag-5'>耦</b>?

    电容的工作原理和特性

    电容,也被称为退电容,是电路中装设在元件的电源端的电容。它的工作原理基于
    的头像 发表于 10-10 15:19 1106次阅读

    退电容大小与音质有关吗

    电源线和信号线可能引入噪声和干扰,这些噪声和干扰会严重影响音质。退电容通过其充放电特性,为电路提供一个低阻抗的旁路路径,从而将噪声和干扰信号引导到地,减少对音频信号的影响。 二、退
    的头像 发表于 09-26 11:31 1008次阅读

    电容的摆放位置和作用

    电容(Decoupling Capacitor)在电子电路设计中扮演着至关重要的角色,它们用于减少电源线上的噪声,确保电路的稳定性和性能。
    的头像 发表于 09-19 10:54 867次阅读

    运放的输入电容到底是什么?

    我想请问一下运放的输入电容到底是什么?
    发表于 09-04 06:52

    旁路电容电容在晶振电路中的作用

    。在电子电路中,晶振电路的精确性和稳定性对于整个系统的性能至关重要。为了保证晶振电路能够稳定工作,常常会使用旁路电容电容这两种
    发表于 08-12 16:00

    旁路电容和耦合电容怎么判断好坏

    旁路电容和耦合电容是电子电路中非常重要的元件,它们在电路中扮演着至关重要的角色。但是,如何判断它们的性能好坏呢? 一、旁路电容的作用和原理
    的头像 发表于 08-09 15:40 973次阅读

    旁路电容和耦合电容怎么判断

    旁路电容和耦合电容是电子电路中常见的两种电容元件,它们在电路中起着不同的作用。 一、旁路电容
    的头像 发表于 08-07 10:14 2329次阅读

    运放旁路电容必须靠近芯片引脚的原因到底是什么呢?

    运放旁路电容必须靠近芯片引脚的原因到底是什么呢?有的说是怕走线的电感与旁路电容形成谐振,旁路
    发表于 08-01 06:56

    电路中电容的作用

    输出的信号经滤波处理传递给芯片 6、运放IC接在输入输出之间并联的电容,因为运放对特征频率信号有自激振荡,需要用这个电容用来做频率补偿,改善瞬态响应 第六点不太明白,看过一些资料说这个频率补偿,到底是什么意思且如何补偿?
    发表于 06-16 21:52

    详解电容电容的PCB布局布线

    从电源上看,没有电容的时候如左侧的波形,加上了电容之后变成了右侧的样子,供电电压的波形变
    的头像 发表于 03-27 14:08 3966次阅读
    详解<b class='flag-5'>去</b><b class='flag-5'>耦</b><b class='flag-5'>电容</b>:<b class='flag-5'>去</b><b class='flag-5'>耦</b><b class='flag-5'>电容</b>的PCB布局布线

    电子设备中的“超级电容器”到底是什么?

    电子设备中的“超级电容器”到底是什么?我们提到过电容器与普通电池的不同在于能量密度不同,与标准电容器相比,它还具有更高的电能存储能力。超级电容
    的头像 发表于 03-11 08:56 642次阅读
    电子设备中的“超级<b class='flag-5'>电容</b>器”<b class='flag-5'>到底是</b>什么?

    旁路电容电容作用和区别介绍

    旁路电容电容作用和区别 一、旁路电容的作用
    的头像 发表于 03-01 15:48 3739次阅读