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为什么总是在电路里摆两个0.1uF和0.01uF的电容？
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01 、旁路和去耦 6 a# N! f8 C# k- h0 I% S8 w
旁路电容(Bypass Capacitor)和去耦电容(Decoupling Capacitor)这两个概念在电路中是常见的，但是真正理解起来并不容易。) b! b2 P# P S4 U/ ]) d
" E1 i. A/ B/ G要理解这两个词汇，还得回到英文语境中去。
& l5 c; i P' C5 X% dBypass在英语中有抄小路的意思，在电路中也是这个意思，如下图所示。
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[2 P2 J& C3 a- k$ ^couple在英语中是一对的意思，引申为配对、耦合的意思。如果系统A中的信号引起了系统B中的信号，那么就说A与B系统出现了耦合现象(Coupling)，如下图所示。而Decoupling就是减弱这种耦合的意思。! N/ o: h9 ^, @) v1 f0 i* H8 K7 q
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02 、电路中的旁路和去耦 $ V1 b& S w3 i* q8 E
如下图中，直流电源Power给芯片IC供电，在电路中并入了两个电容。
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$ `1 Y v0 t d& |1）旁路
. `& X. d# K* N9 ~, L: g; A, j如果Power受到了干扰，一般是频率比较高的干扰信号，可能使IC不能正常工作。' t# [0 y! c, A# ?1 S
在靠近Power处并联一个电容C1，因为电容对直流开路，对交流呈低阻态。$ o. }. [ M( [. L- h9 R9 J- e
频率较高的干扰信号通过C1回流到地，本来会经过IC的干扰信号通过电容抄近路流到了GND。这里的C1就是旁路电容的作用。) [" \7 n, t6 c3 V( a/ I
2）去耦) H) E) ^1 U' O* j
由于集成电路的工作频率一般比较高，IC启动瞬间或者切换工作频率时，会在供电导线上产生较大的电流波动，这种干扰信号直接反馈到Power会使其产生波动。( X+ E- T/ y/ u
在靠近IC的VCC供电端口并联一个电容C2，因为电容有储能作用，可以给IC提供瞬时电流，减弱IC电流波动干扰对Power的影响。这里的C2起到了去耦电容的作用。
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# k* g8 B9 @1 j5 \+ F) Q03、为什么要用2个电容？ + L5 F" X; G, |" m0 P( l$ D+ N
回到最开始的问题，为什么要用0.1uF和0.01uF的两个电容？
. g } f- _7 c* Z n$ b$ u q电容阻抗和容抗计算公式分别如下：6 S& y8 f6 Y, K# E5 o% O
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6 W! z) o/ m* q4 W# N" v容抗与频率和电容值成反比，电容越大、频率越高则容抗越小。可以简单理解为电容越大，滤波效果越好。3 p# t/ N2 \/ g+ F
那么有了0.1uF的电容旁路，再加一个0.01uF的电容不是浪费吗？
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( d; }& o& {' j5 k实际上，对一个特定电容，当信号频率低于其自谐振频率时呈容性，当信号频率高于其自谐振频率时呈感性。
: Z1 ?2 V% y/ }/ r当用0.1uF和0.01uF的两个电容并联时，相当于拓宽了滤波频率范围。! g/ j# M3 g: y+ I$ f
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发表于 2022-12-27 10:23
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