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旁路电容与去耦电容的区别与应用

可以通交流隔直流,它是一种电荷存储介质,主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、滤波、补偿、充放电、储能、隔直流等电路中。对于电路设计中的旁路电容和去耦电容到底有什么区别?本文针对此问题进行相关介绍。

旁路电容

旁路电容的主要功能是产生一个能够通过交流信号的分路,将噪声干扰信号导入地。旁路电容一般用来减小对电源模块的瞬态电流需求。如果PCB板上有很多集成电路、高速开关电路和具有长引线的电源,则应选择大容量的电容。旁路电容是可将混有高频电流和低频电流的交流电中的高频成分旁路滤掉的电容。对于同一个电路来说,旁路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,而去耦电容是把输出信号的干扰作为滤除对象。可将混有高频电流和低频电流的交流信号中的高频成分旁路滤掉的电容,称做旁路电容。旁路电容的主要功能是产生一个交流分路,达到一定频率的高频信号可直接通过旁路电容泄放掉,从而消去进入易感区的那些不需要的能量,即当混有高频和低频的信号经过放大器被放大时,要求通过某一级时只允许低频信号输入到下一级,而不需要高频信号进入,则在该级的输入端加一个适当大小的接地电容,使较高频率的信号很容易通过此电容被旁路掉,而低频信号由于电容对它的阻抗较大而被输送到下一级放大。

去耦电容

有源器件在开关时产生的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,将噪声引导到地,以减少开关噪声在板上的传播。去耦电容相当于电池,避免由于电流的突变而使电压下降,相当于滤纹波。具体容值可以根据电流的大小、期望的纹波大小、作用时间的大小来计算。去耦电容相对于旁路电容一般都比较大,对更高频率的噪声,基本无效。旁路电容就是针对高频来的,也就是利用了电容的频率阻抗特性。只是旁路电容一般是指高频旁路,高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般是0.1uF,0.01uF等,而去耦合电容一般比较大,在1uF,10uF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。

去耦电容

去偶和旁路的区别

去藕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的泄防通道。高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般是0. 1uF,0. 01uF等,而去耦电容一般比较大,在1Uf,10uF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。旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象,而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象,防止干扰信号返回电源,这是他们的本质区别。

去偶和旁路电容的选择

去偶和旁路电容的大小需要根据噪声频率而定,不同容值的电容可以消除不同频率的噪声。在电路设计过程中,每个电容都存在等效串联电感,如下图中的L,工作频率高于谐振频率时,电容呈感性,会失去去偶和旁路效果。所以,要提高串联谐振频率,就要尽可能降低电容的等效串联电感。电容值越小,谐振频率越高,可以根据应用需求选择合适的去偶和旁路电容。去偶电容和旁路电容尽量选择串联等效电阻低的电容,如下图中的R,ESR(串联等效电阻)越低,越容易把噪声释放到地消除。去偶和旁路电容尽量靠近芯片的引脚,电容的摆放和走线也直接影响到滤除干扰的效果。

电容实际等效图
电容实际等效图


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