耦合電容和去耦電容

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問題：電容的去耦和旁路是不是都是濾除高頻幹擾，去耦是在輸出端，旁路是在輸入端？能不能結合實際電路詳細講解下？

答：從電路來說，總是存在驅動的源和被驅動的負載。如果負載電容比較大，驅動電路要把電容充電、放電，才能完成信号的跳變，在上升沿比較陡峭的時候,電流比較大，這樣驅動的電流就會吸收很大的電源電流,由于電路中的電感，電阻（特别是晶片管腳上的電感，會産生反彈）,這種電流相對于正常情況來說實際上就是一種 噪聲，會影響前級的正常工作，這就是耦合。去耦電容就是起到一個電池的作用，滿足驅動電路電流的變化，避免互相間的耦合幹擾。

旁路電容實際也是去耦合的，隻是旁路電容一般是指高頻旁路，也就是給高頻的開關噪聲提高一條低阻抗洩防途徑。高頻旁路電容一般比較小，根據諧振頻率一般是0.1u，0.01u等，而去耦合電容一般比較大，是10u或者更大，依據電路中分布參數，以及驅動電流的變化大小來确定。

去 耦和旁路都可以看作濾波。去耦電容相當于電池，避免由于電流的突變而使電壓下降，相當于濾紋波。具體容值可以根據電流的大小、期望的紋波大小、作用時間的 大小來計算。去耦電容一般都很大，對更高頻率的噪聲，基本無效。旁路電容就是針對高頻來的，也就是利用了電容的頻率阻抗特性。電容一般都可以看成一個RLC串聯模型。在某個頻率，會發生諧振，此時電容的阻抗就等于其ESR。如果看電容的頻率阻抗曲線圖，就會發現一般都是一個V形的曲線。具體曲線與電容的媒體有關，是以選擇旁路電容還要考慮電容的媒體，一個比較保險的方法就是多并幾個電容。

去耦電容在內建電路電源和地之間的有兩個作用：一方面是本內建電路的蓄能電容，另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。數字電路中典型的去耦電容值是0.1μF。這個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，對于10MHz以下的噪聲有較好的去耦效果，對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片左右內建電路要加一片充放電電容，或1個蓄能電容，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的，這種卷起來的結構在高頻時表現為電感。要使用钽電容或聚碳酸酯電容。去耦電容的選用并不嚴格，可按C=1/F，即10MHz取0.1μF，100MHz取0.01μF。

一般來說，容量為uF級的電容，像電解電容或钽電容，其電感較大，諧振頻率較小，對低頻信号通過較好，而對高頻信号，表現出較強的電感性，阻抗較大，同時，大電容還可以起到局部電荷池的作用，可以減少局部的幹擾通過電源耦合出去；容量為0.001~0.1uf的電容，一般為陶瓷電容或雲母電容，電感小，諧振頻率高，對高頻信号的阻抗較小，可以為高頻幹擾信号提供一條旁路，減少外界對該局部的耦合幹擾。

在電子電路中，去耦電容和旁路電容都是起到抗幹擾的作用，電容所處的位置不同，稱呼就不一樣了。對于同一個電路來說，旁路（bypass）電容是把輸入信号中的高頻噪聲作為濾除對象，把前級攜帶的高頻雜波濾除，而去耦(decoupling，也稱退耦)電容是把輸出信号的幹擾作為濾除對象。

在供電電源和地之間也經常連接配接去耦電容，它有三個方面的作用：一是作為本內建電路的蓄能電容；二是濾除該器件産生的高頻噪聲，切斷其通過供電回路進行傳播的通路；三是防止電源攜帶的噪聲對電路構成幹擾。

旁路是把前級或電源攜帶的高頻雜波或信号濾除；去耦是為保正輸出端的穩定輸出（主要是針對器件的工作）而設的“小水塘”，在其他大電流工作時保證電源的波動範圍不會影響該電路的工作；補充一點就是所謂的耦合：是在前後級間傳遞信号而不互相影響各級靜态工作點的元件。

有源器件在開關時産生的高頻開關噪聲将沿着電源線傳播。去耦電容的主要功能就是提供一個局部的直流電源給有源器件，以減少開關噪聲在闆上的傳播和将噪聲引導到地。

我來總結一下，旁路實際上就是給高頻幹擾提供一個到地的能量釋放途徑，不同的容值可以針對不同的頻率幹擾。是以一般旁路時常用一個大貼片加上一個小貼片并聯使用。對于相同容量的電容，其Q值會影響旁路時高頻幹擾釋放路徑的阻抗，直接影響旁路的效果。對于旁路來說，希望在旁路作用時，電容的等效阻抗越小越好，這樣更利于能量的排洩。