今天在看CAN总线资料时突然看到can原理图TJA1050 CAN收发器 电源管脚 外接电源时节了一个电容到地,突然想起昨天同事顺子跟我说 布线时电源要先连接电容再接到芯片电源管脚那时不知所云,但是今天又遇到所以便开始了我的“瞎琢磨”....
我一连串的发问:
这个电容到底有什么用呢?
为什么用的是0.1uf 大小的电容,这个值有没有要求?一查百度,发现他叫“旁路电容”,如果放在另外的位置它叫“去耦电容”,神奇呀!
下面我们来说是“旁路电容”和“去耦电容”:(有点抄百度的节奏)
一.定义和区别
旁路(bypass)电容:是把输入信号中的高频成分作为滤除对象;
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。
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。
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
二.作用
去耦电容:
去耦电容主要有2个作用:
(1)去除高频信号干扰;
(2)蓄能作用;(而实际上,芯片附近的电容还有蓄能的作用,这是第二位的)
高频器件在工作的时候,其电流是不连续的,而且频率很高,而器件VCC到总电源有一段距离,即便距离不长,在频率很高的情况下,阻抗Z=i*wL+R,线路的电感影响也会非常大,会导致器件在需要电流的时候,不能被及时供给。而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耦电容,这样交流分量就从这个电容接地。)
附加:
所谓的藕合:是在前后级间传递信号而不互相影响各级静态工作点的元件 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。 从电路来说,总是存在驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大,驱动电路要把电容充电、放电,才能完成信号的跳变,在上升沿比较陡峭的时候,电流比较大,这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,由于电路中的电感,电阻(特别是芯片管脚上的电感,会产生反弹),这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声,会影响前级的正常工作。这就是耦合。 去耦电容就是起到一个电池的作用,满足驱动电路电流的变化,避免相互间的耦合干扰。
三.为什么用的是0.1uf 大小的电容,这个值有没有要求?
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。
去耦电容在集成电路电源和地之间有两个作用: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。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5nH的分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,计算方法为
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2MHz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,其电容值可按C=1/F来计算,即10MHz取0.1μF,100MHz取0.01μF。
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原文标题:旁路电容/去耦电容
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