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大家一起学元器件知识(2) - 关于滤波电容、去耦电容、旁路电容的区别

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发表于 2008-4-9 21:40 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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本帖最后由 jimmy 于 2014-9-5 10:14 编辑 4 w; u+ r# e: b' [
3 m' m. @7 G. o/ d- P
1、滤波电容用在电源整流电路中,用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑。
6 A4 @- b8 c1 I* t  e4 u
) k) s5 r8 B! \; ?9 z- O/ i2、去耦电容用在放大电路中不需要交流的地方,用来消除自激,使放大器稳定工作。 & _; o% P# S) ?$ G& [

' I6 j; N' I- {- E. C9 ]0 m6 [3、旁路电容用在有电阻连接时,接在电阻两端使交流信号顺利通过。
1.% H' q5 o6 t$ q, l' V6 |

! [3 O3 v$ l" b9 z9 c关于去耦电容蓄能作用的理解
1)
: D- O, z6 P7 u' R* ~! I; e  c, e8 Q/ j& P" X
去耦电容主要是去除高频如RF信号的干扰,干扰的进入方式是通过电磁辐射。7 [5 G9 u2 H, `7 c5 K& a8 j
, A: f" @8 S( d4 o. A# s, e% [5 R
      而实际上,芯片附近的电容还有蓄能的作用,这是第二位的。
     你可以把总电源看作密云水库,我们大楼内的家家户户都需要供水,1 `& B# x5 c( J' R' B
     这时候,水不是直接来自于水库,那样距离太远了,$ V- @6 f/ {; d& A
     等水过来,我们已经渴的不行了。
! g- r5 t" v* F0 p4 v  \     实际水是来自于大楼顶上的水塔,水塔其实是一个buffer的作用。
     如果微观来看,高频器件在工作的时候,其电流是不连续的,而且频率很高,; S. y0 \0 h) J" ]7 Z5 Q% V6 P& K
     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,' T8 g9 V) J) o/ [1 `7 ~& s
     阻抗Z=i*wL+R,线路的电感影响也会非常大,
* ?( L& a) I" \) u     会导致器件在需要电流的时候,不能被及时供给。
' B# d: _$ t& W) x  C. B" X     而去耦电容可以弥补此不足。
5 W- V6 x. @$ X     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藕电容,这样交流分量就从这个电容接地。)
2)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
2.旁路电容和去耦电容的区别
     去耦:去除在器件切换时从高频器件进入到配电网络中的RF能量。去耦电容还可以为器件     供局部化的DC电压源,它在减少跨板浪涌电流方面特别有用。 & {9 _1 {' P  h- f* I* n" a
旁路:从元件或电缆中转移出不想要的共模RF能量。这主要是通过产生AC旁路消除无意的能量进入敏感的部分,另外还可以提供基带滤波功能(带宽受限)。
我们经常可以看到,在电源和地之间连接着去耦电容,它有三个方面的作用:一是作为本集成电路的蓄能电容;二是滤除该器件产生的高频噪声,切断其通过供电回路进行传播的通路;三是防止电源携带的噪声对电路构成干扰。
     在电子电路中,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。对于同一个电路来说,旁路(bypass)电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象,把前级携带的高频杂波滤除,而去耦(decoupling)电容也称退耦电容,是把输出信号的干扰作为滤除对象。

4 z4 u7 T9 A: J
在一个大的电容上还并联一个小电容的原因 ) O3 @: n4 {- l
      大电容由于容量大,所以体积一般也比较大,且通常使用多层卷绕的方式制作,这就导致了大电容 的分布电感比较大(也叫等效串联电感,英文简称ESL)。大家知道,电感对高频信号的阻抗是很大的,所以,大电容的高频性能不好。而一些小容量电容则刚刚 相反,由于容量小,因此体积可以做得很小(缩短了引线,就减小了ESL,因为一段导线也可以看成是一个电感的),而且常使用平板电容的结构,这样小容量电 容就有很小ESL这样它就具有了很好的高频性能,但由于容量小的缘故,对低频信号的阻抗大。所以,如果我们为了让低频、高频信号都可以很好的通过,就采用 一个大电容再并上一个小电容的方式。常使用的小电容为 0.1uF的瓷片电容,当频率更高时,还可并联更小的电容,例如几pF,几百pF的。而在数字电路中,一般要给每个芯片的电源引脚上并联一个0.1uF的 电容到地(这个电容叫做退耦电容,当然也可以理解为电源滤波电容,越靠近芯片越好),因为在这些地方的信号主要是高频信号,使用较小的电容滤波就可以了: L( B' R. q  f

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good!顶其!  发表于 2013-4-13 09:26
支持!: 5
支持  发表于 2013-4-13 09:14
支持!: 5
NB  发表于 2012-11-9 13:41
非常专业,谢谢楼主  发表于 2012-11-2 10:21

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  • TA的每日心情
    奋斗
    2021-1-8 15:35
  • 签到天数: 3 天

    [LV.2]偶尔看看I

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    发表于 2014-11-21 09:33 | 只看该作者
    本帖最后由 jccj_wan 于 2014-11-21 09:37 编辑 5 A( s2 p1 ]6 {  ^0 N

    6 t& R8 K! ~, N) Z+ D2 N我有个问题请教下,图中的三个电容是用作滤波用的,放置的离电源芯片远点没关系吗?再就是如果这个被滤波的12V继续分支下去,再接一个电源芯片是不是就不需要再放置这几个电容了?只是看别人设计都是放了的,也不知道什么原理。还是跟水塔的原理一样,储能?电源芯片输入端也是需要电容来储能的?
    " Y9 ?6 t8 ?$ u% R

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    发表于 2015-5-22 21:23 来自手机 | 只看该作者
    jimmy: 模拟视频输出端口我串接了22uF电容,解决芯片视频端口被击穿问题。如果按容抗计算是否是串接电容越大越好?

    该用户从未签到

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    发表于 2013-12-12 09:26 | 只看该作者
    实际在做PCB的时候,滤波电容的摆放顺序是不是也有一定的要求呢?
    $ Q+ X$ i2 z" ^先滤低频,还是高频呢?

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    2#
    发表于 2008-4-10 08:11 | 只看该作者
    说的不错!谢谢!在多些实例就更好了

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    3#
    发表于 2008-4-10 11:07 | 只看该作者
    我来顶哈

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    4#
    发表于 2008-4-10 15:12 | 只看该作者
    好贴!学习了!

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    5#
    发表于 2008-4-10 21:22 | 只看该作者
    好帖,呵呵.学到知识了,

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    6#
    发表于 2008-4-20 17:19 | 只看该作者
    好贴!学习了!

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    7#
    发表于 2008-4-21 09:24 | 只看该作者
    清晰明了

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    8#
    发表于 2008-4-21 09:25 | 只看该作者
    谢谢楼主,挺有用

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    9#
    发表于 2008-4-22 10:44 | 只看该作者
    剖析的不错!!!

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    10#
    发表于 2008-5-12 15:36 | 只看该作者
    It's very useful for me ,thanks a lot.

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    11#
    发表于 2008-5-12 20:44 | 只看该作者
    终于明了了

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    12#
    发表于 2008-5-13 22:40 | 只看该作者
    学习一下

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    13#
    发表于 2008-5-15 09:53 | 只看该作者
    wo 我要从0开始

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    14#
    发表于 2008-5-23 11:56 | 只看该作者
    一遍遍的看
    ; q* x! p9 E5 f! U/ l  L4 T最終會有質的飛躍  W* I* h( O& ~( l
    我堅信

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    15#
    发表于 2008-5-27 09:52 | 只看该作者
    粗入細出/ r/ n, t2 ?; N* z3 E! x
    言簡意賅
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