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標(biāo)題: 去耦和旁路電容 [打印本頁(yè)]

作者: 51黑ren 時(shí)間: 2015-12-27 05:25
標(biāo)題: 去耦和旁路電容
電容分基本上可為兩大類：耦合電容，儲(chǔ)能電容。
去耦電容在集成電路電源和地之間的有兩個(gè)作用：
一方面是本集成電路的蓄能電容;
另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。
數(shù)字電路中典型的去耦電容值是0.1μF。這個(gè)電容的分布電感的典型值是5μH。0.1μF的去耦電容有5μH的分布電感，它的并行共振頻率大約在7MHz左右，也就是說(shuō)，對(duì)于10MHz以下的噪聲有較好的去耦效果，對(duì)40MHz以上的噪聲幾乎不起作用。1μF、10μF的電容，并行共振頻率在20MHz以上，去除高頻噪聲的效果要好一些。每10片左右集成電路要加一片充放電電容，或1個(gè)蓄能電容，可選10μF左右。最好不用電解電容，電解電容是兩層薄膜卷起來(lái)的，這種卷起來(lái)的結(jié)構(gòu)在高頻時(shí)表現(xiàn)為電感。要使用鉭電容或聚碳酸酯電容。去耦電容的選用并不嚴(yán)格，可按C=1/F，即10MHz取0.1μF，100MHz取0.01μF。

從去耦（也叫退耦）和旁路的結(jié)果上區(qū)分為

去耦：
   電路系統(tǒng)中變化的電流對(duì)系統(tǒng)供電電源里的電源內(nèi)阻起作用，從而導(dǎo)致電源向電路輸出實(shí)際電壓產(chǎn)生抖動(dòng)。
   如果從電源引出一個(gè)較小的電阻，該電阻串聯(lián)一個(gè)電容到地，該阻容節(jié)點(diǎn)就可以為需要退耦的電子元器件供電了。雖然該阻容節(jié)點(diǎn)上的電位有所下降，但在該節(jié)點(diǎn)上的電壓卻會(huì)趨于穩(wěn)定。這是RC積分網(wǎng)絡(luò)的典型應(yīng)用實(shí)例。該電容就是退耦電容。
   有時(shí)我們從電路上看不到這個(gè)從電源引出的小電阻，那是因?yàn)橛须娐钒邈~箔在當(dāng)作小電阻使用。因?yàn)槌说浇^對(duì)0溫度時(shí)，世界上不存在真正0歐姆的電阻。
   這就是去耦。由此可見(jiàn)，去耦是為了盡可能的獲得穩(wěn)定的供電電壓的。主要是針對(duì)電源內(nèi)阻而設(shè)置的，如果電源內(nèi)阻為0，并且電路板銅箔電阻為0，那就真的不需要設(shè)置退耦回路了。

旁路：
   一個(gè)待處理的信號(hào)往往因其他各種因素（典型的如干擾）或多或少會(huì)夾雜有無(wú)用的成分，如果我們?cè)谠撔盘?hào)上并聯(lián)一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娙萜鞯降�，那么就能壓縮比該有用信號(hào)的頻率高的信號(hào)，而對(duì)該有用信號(hào)不壓縮或壓縮的少些。這樣，有用的信號(hào)順利通過(guò)，而無(wú)用的高頻信號(hào)卻被“旁路”到地了。這就是旁路名稱的由來(lái)。
   那么比該有用信號(hào)的頻率低的信號(hào)難道就不需要旁路（壓縮）了嗎？是這樣的。
   1.可用串聯(lián)電容將有用信號(hào)耦合到后級(jí)，較低頻率的信號(hào)不容易通過(guò)該串聯(lián)電容，到后級(jí)時(shí)再旁路。
   2.較低頻率的信號(hào)不容易干擾較高頻率有用的信號(hào)（需要電容旁路的無(wú)用信號(hào)頻率更高）。我們只是聽(tīng)說(shuō)過(guò)調(diào)制信號(hào)可調(diào)制載波信號(hào)，而不是載波信號(hào)去調(diào)制調(diào)制信號(hào)。
   由此可見(jiàn)，旁路是針對(duì)待處理的信號(hào)的（去耦是針對(duì)供電電源的）。

電容分基本上可為兩大類：耦合電容，儲(chǔ)能電容。
去耦電容在集成電路電源和地之間的有兩個(gè)作用：
一方面是本集成電路的蓄能電容;
另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。
數(shù)字電路中典型的去耦電容值是0.1μF。這個(gè)電容的分布電感的典型值是5μH。0.1μF

的去耦電容有5μH的分布電感，它的并行共振頻率大約在7MHz左右，也就是說(shuō)，對(duì)于

10MHz以下的噪聲有較好的去耦效果，對(duì)40MHz以上的噪聲幾乎不起作用。1μF、10μF的

電容，并行共振頻率在20MHz以上，去除高頻噪聲的效果要好一些。每10片左右集成電路

要加一片充放電電容，或1個(gè)蓄能電容，可選10μF左右。最好不用電解電容，電解電容

是兩層薄膜卷起來(lái)的，這種卷起來(lái)的結(jié)構(gòu)在高頻時(shí)表現(xiàn)為電感。要使用鉭電容或聚碳酸

酯電容。去耦電容的選用并不嚴(yán)格，可按C=1/F，即10MHz取0.1μF，100MHz取0.01μF。

從去耦（也叫退耦）和旁路的結(jié)果上區(qū)分為

去耦：
   電路系統(tǒng)中變化的電流對(duì)系統(tǒng)供電電源里的電源內(nèi)阻起作用，從而導(dǎo)致電源向電

路輸出實(shí)際電壓產(chǎn)生抖動(dòng)。
   如果從電源引出一個(gè)較小的電阻，該電阻串聯(lián)一個(gè)電容到地，該阻容節(jié)點(diǎn)就可以

為需要退耦的電子元器件供電了。雖然該阻容節(jié)點(diǎn)上的電位有所下降，但在該節(jié)點(diǎn)上的

電壓卻會(huì)趨于穩(wěn)定。這是RC積分網(wǎng)絡(luò)的典型應(yīng)用實(shí)例。該電容就是退耦電容。
   有時(shí)我們從電路上看不到這個(gè)從電源引出的小電阻，那是因?yàn)橛须娐钒邈~箔在當(dāng)

作小電阻使用。因?yàn)槌说浇^對(duì)0溫度時(shí)，世界上不存在真正0歐姆的電阻。
   這就是去耦。由此可見(jiàn)，去耦是為了盡可能的獲得穩(wěn)定的供電電壓的。主要是針

對(duì)電源內(nèi)阻而設(shè)置的，如果電源內(nèi)阻為0，并且電路板銅箔電阻為0，那就真的不需要設(shè)

置退耦回路了。

旁路：
   一個(gè)待處理的信號(hào)往往因其他各種因素（典型的如干擾）或多或少會(huì)夾雜有無(wú)用

的成分，如果我們?cè)谠撔盘?hào)上并聯(lián)一個(gè)適當(dāng)?shù)碾娙萜鞯降�，那么就能壓縮比該有用信號(hào)

的頻率高的信號(hào)，而對(duì)該有用信號(hào)不壓縮或壓縮的少些。這樣，有用的信號(hào)順利通過(guò)，

而無(wú)用的高頻信號(hào)卻被“旁路”到地了。這就是旁路名稱的由來(lái)。
   那么比該有用信號(hào)的頻率低的信號(hào)難道就不需要旁路（壓縮）了嗎？是這樣的。
   1.可用串聯(lián)電容將有用信號(hào)耦合到后級(jí)，較低頻率的信號(hào)不容易通過(guò)該串聯(lián)電容

，到后級(jí)時(shí)再旁路。
   2.較低頻率的信號(hào)不容易干擾較高頻率有用的信號(hào)（需要電容旁路的無(wú)用信號(hào)頻

率更高）。我們只是聽(tīng)說(shuō)過(guò)調(diào)制信號(hào)可調(diào)制載波信號(hào)，而不是載波信號(hào)去調(diào)制調(diào)制信號(hào)

。
   由此可見(jiàn)，旁路是針對(duì)待處理的信號(hào)的（去耦是針對(duì)供電電源的）。

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