电容去耦原理分析（自己整理）

A-Lin · 发表于 2018-12-4 09:54

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电容去耦原理分析（自己整理）

一、去耦电容作用：去耦电容如同一个电池，满足驱动电路电流的变化，避免整个电路相互间的耦合干扰。
原理分析：
去耦电源一般并联在电源引脚附近，又称电源去耦电容。
若不加去耦电容，当电路中有瞬间的能量损耗时，电源需要瞬间为电路提供大的电流，瞬间将电源电压拉低，使电源端产生较大的纹波；
加上电源去耦电容后，在电路瞬间需要从电源端口需要很多电流时，电容作为一个储能元件，可以将自身的电荷释放出来，供给电路使用，使电源自身不需要瞬间提供较大的电流，导致产生较大的纹波噪声。
问题：在去耦电容为电路提供电流的瞬间，可以把电容看成一个电源装置，然而对于自身而言，都有一定的容抗，根据欧姆定理：V=Z*I, 由于电容在高频时，容抗会变大，从而导致电源噪声增大，达不到减小纹波的作用。
那么如何让电容在作为电池供电时，其自身的感抗很小，不会影响电源纹波？
（1）使电容在充电瞬间，其自身处于谐振频率点（此时感抗值最小，值为寄生电阻的值）
（2）使用贴片陶瓷电容，封装尽量要小
（3）去耦电容尽可能靠近电源引脚
（4）取其10倍频谐振点电容
二、去耦电容为什么一般都用104 和106的容值
1nF电容的寄生电感值约为1nH,则1nF电容的谐振频率为：
fc=1/(2π（LC）^0.5)=180Mhz
则由此可推出100nf和10uf的谐振频率为：18MHZ、1.8MHZ
而对于一般的电路设计，其频带范围介于其中，因此选用该容值的电容，可以达到更好的去耦效果。

用104 和106电容并在电源引脚处，可是在整个（1-20Mhz）频带范围内，阻抗都维持在较低的感抗。
但如果电路中有更高速的信号，需在电源引脚并联更小容值的电容，以达到高频去耦的目的。