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旁路电容和去耦电容的区别

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火箭球迷|  楼主 | 2009-9-20 08:12 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
旁路电容不是理论概念,而是一个经常使用的实用方法,在50 -- 60年代,这个词也就有它特有的含义,现在已不多用。电子管或者晶体管是需要偏置的,就是决定工作点的直流供电条件。例如电子管的栅极相对于阴极往往要求加有负压,为了在一个直流电源下工作,就在阴极对地串接一个电阻,利用板流形成阴极的对地正电位,而栅极直流接地,这种偏置技术叫做“自偏”,但是对(交流)信号而言,这同时又是一个负反馈,为了消除这个影响,就在这个电阻上并联一个足够大的点容,这就叫旁路电容。后来也有的资料把它引申使用于类似情况。
  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。
  一般来说,容量为uf级的电容,象电解电容或钽电容,他的电感较大,谐振频率较小,对低频信号通过较好,而对高频信号,表现出较强的电感性,阻抗较大,同时,大电容还可以起到局部电荷池的作用,可以减少局部的干扰通过电源耦合出去;容量为0.001~0.1uf的电容,一般为陶瓷电容或云母电容,电感小,谐振频率高,对高频信号的阻抗较小,可以为高频干扰信号提供一条旁路,减少外界对该局部的耦合干扰
  旁路是把前级或电源携带的高频杂波或信号滤除;去藕是为保正输出端的稳定输出(主要是针对器件的工作)而设的“小水塘”,在其他大电流工作时保证电源的波动范围不会影响该电路的工作;补充一点就是所谓的藕合: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。
  摘引自伦德全《电路板级的电磁兼容设计》一文,该论文对噪声耦和路径、去耦电容和旁路电容的使用都讲得不错。请参阅。
  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。
  旁路电容实际也是去耦合的,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。

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沙发
华荣汇FAE1| | 2009-9-20 20:32 | 只看该作者
不错

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板凳
秋天落叶| | 2009-9-20 22:10 | 只看该作者
恩,还不错,把二者的区别讲的很清楚,值得收藏

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地板
xsgy123| | 2009-9-21 11:05 | 只看该作者
那我们平时滤波用的电容应该都是去耦电容吧

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5
华荣汇FAE3| | 2009-9-22 11:26 | 只看该作者
楼主辛苦了!

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6
ttlasong| | 2009-9-22 15:10 | 只看该作者
好贴

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7
yybj| | 2009-9-23 18:02 | 只看该作者
真是辛苦啊,呵呵

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8
kun9766| | 2009-9-26 16:40 | 只看该作者
好贴要回,顶!

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9
rootxie| | 2009-9-28 16:05 | 只看该作者
bucuo,讲得非常详细,受教了!!

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10
无冕之王| | 2009-10-2 17:45 | 只看该作者
要是再给个具体的实例就更完美了。。。

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11
hsbjb| | 2009-10-8 19:10 | 只看该作者
嗯,讲的很详细,我们平时也经常要用到这两种电容

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12
txcy| | 2009-10-12 22:05 | 只看该作者
嗯,好贴

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13
leolle| | 2009-10-13 09:36 | 只看该作者
受教了

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14
华荣汇MCU| | 2009-10-13 13:41 | 只看该作者
很受用的**:)

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15
southboy| | 2009-10-14 13:35 | 只看该作者
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
——7MHz是怎么计算出来的?按照f= 1/(2*pi*sqrt(LC))计算,应该是0.23MHz才对。

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16
无冕之王| | 2009-10-16 19:34 | 只看该作者
不错。。。

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17
秋天落叶| | 2009-10-17 20:57 | 只看该作者
15楼的看的好仔细啊,是啊,楼主能否解释一下

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18
yybj| | 2009-10-17 21:25 | 只看该作者
这贴真是不错,回的人这么多

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19
火箭球迷|  楼主 | 2009-10-23 10:19 | 只看该作者
谢谢各位的支持

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20
gxgclg| | 2009-11-2 19:01 | 只看该作者
经常用也没认真去研究过二者的区别,学习了

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