去耦电容与旁路电容详解

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。

去藕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。旁路电容实际也是去藕合

的，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供一条低阻抗泄放途径。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。

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。

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。

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。

分布电容是指由非形态电容形成的一种分布参数。一般是指在印制板或其他形态的电路形式，在线与线之间、印制板的上下层之间形成的电容。这种电容的容量很小，但可能对电路形成一定的影响。

在对印制板进行设计时一定要充分考虑这种影响，尤其是在工作频率很高的时候。也成为寄生电容，制造时一定会产生，只是大小的问题。

布高速 PCB 时，过孔可以减少板层电容，但会增加电感。分布电感是指在频率提高时，因导体自感而造成的阻抗增加.

电容器选用及使用注意事项：

1. 一般在低频耦合或旁路，电气特性要求较低时，可选用纸介、涤纶电容器；在高频高压电路中，应选用云母电容

器或瓷介电容器；在电源滤波和退耦电路中，可选用电解电容器。

2. 在振荡电路、延时电路、音调电路中，电容器容量应尽可能与计算值一致。在各种滤波及网（选频网络），电容

器容量要求精确；在退耦电路、低频耦合电路中，对同两级精度的要求不太严格。

3. 电容器额定电压应高于实际工作电压，并要有足够的余地，一般选用耐压值为实际工作电压两倍以上的电容器。

4. 优先选用绝缘电阻高，损耗小的电容器，还要注意使用环境。

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我们知道，一般我们所用的电容最重要的一点就是滤波和旁路，我在设计中也正是这么使用的。

对于高频杂波，一般我的经验是不要过大的电容，因为我个人认为，过大的电容虽然对于低频的杂波过滤效果也许

比较好，但是对于高频的杂波，由于其谐振频率的下降，使得对于高频杂波的过滤效果不很理想。所以电容的选择

不是容量越大越好。

疑问点：

1. 以上都是我的经验，没有理论证实，希望哪位可以在理论在帮忙解释一下是否正确。或者推荐一个网页或者网

   站。

2. 是不是超过了谐振频率，其阻抗将大大增加，所以对高频的过滤信号，其作用就相对减小了呢？

3. 理想的滤波点是不是在谐振频率这点上？？？（没有搞懂中）

4. 以前只知道电容的旁路作用是隔直通交，现在具体于PCB 设计中，电容的这一旁路作用具体体现在哪里？

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在用电容抑制电磁骚扰时，最容易忽视的问题就是电容引线对滤波效果的影响。电容器的容抗与频率成反比，正是

利用这一特性，将电容并联在信号线与地线之间起到对高频噪声的旁路作用。然而，在实际工程中，很多人发现这

种方法并不能起到预期滤除噪声的效果，面对顽固的电磁噪声束手无策。出现这种情况的一个原因是忽略了电容引

线对旁路效果的影响。

实际电容器的电路模型是由等效电感（ESL）、电容和等效电阻（ESR）构成的串联网络。理想电容的阻抗是随着频

率的升高降低，而实际电容的阻抗是图 1 所示的网络的阻抗特性，在频率较低的时候，呈现电容特性，即阻抗随频

率的增加而降低，在某一点发生谐振，在这点电容的阻抗等于等效串联电阻 ESR。在谐振点以上，由于 ESL 的作用，电容阻抗随着频率的升高而增加，这是电容呈现电感的阻抗特性。在谐振点以上，由于电容的阻抗增加，因此对高频噪声的旁路作用减弱，甚至消失。

电容的谐振频率由 ESL 和 C 共同决定，电容值或电感值越大，则谐振频率越低，也就是电容的高频滤波效果越差。ESL 除了与电容器的种类有关外，电容的引线长度是一个十分重要的参数，引线越长，则电感越大，电容的谐振频率越低。因此在实际工程中，要使电容器的引线尽量短。

453300pF 19.3 470 pF 491800 pF 25.5 390 pF 541100pF 33 330 pF 60

尽管从滤除高频噪声的角度看，电容的谐振是不希望的，但是电容的谐振并不是总是有害的。当要滤除的噪声频率

确定时，可以通过调整电容的容量，使谐振点刚好落在骚扰频率上。