PCB LAYOUT中電容的作用

濾波電容：

用在電源整流電路中，用來濾除交流成分，使輸出的直流更平滑。

去耦電容：

用在放大電路中不需要交流的地方，用來消除自激，使放大器穩(wěn)定工作?

旁路電容：

用在有電阻連接時(shí)，接在電阻兩端使交流信號順利通過?

1.關(guān)于去耦電容蓄能作用的理解

1.1去耦電容主要是去除高頻如RF信號的干擾，干擾的進(jìn)入方式是通過電磁輻射

實(shí)際上，芯片附近的電容還有蓄能的作用，這是第二位的?你可以把總電源看作密云水庫，我們大樓內(nèi)的家家戶戶都需要供水，這時(shí)候，水不是直接來自于水庫，那樣距離太遠(yuǎn)了，等水過來，我們已經(jīng)渴的不行了?實(shí)際水是來自于大樓頂上的水塔，水塔其實(shí)是一個(gè)Buffer的作用?

如果微觀來看，高頻器件在工作的時(shí)候，其電流是不連續(xù)的，而且頻率很高而器件VCC到總電源有一段距離，即便距離不長，在頻率很高的情況下，阻抗Z=i*wL+R，線路的電感影響也會非常大，會導(dǎo)致器件在需要電流的時(shí)候，不能被及時(shí)供給?而去耦電容可以彌補(bǔ)此不足?這也是為什么很多電路板在高頻器件VCC管腳處放置小電容的原因之一（在vcc引腳上通常并聯(lián)一個(gè)去藕電容，這樣交流分量就從這個(gè)電容接地?）

1.2有源器件在開關(guān)時(shí)產(chǎn)生的高頻開關(guān)噪聲將沿電源線傳播?

去耦電容的主要功能就是提供一個(gè)局部的直流電源給有源器件，以減少開關(guān)噪聲在板上的傳播和將噪聲引導(dǎo)到地。

2.旁路電容和去耦電容的區(qū)別

去耦：去除在器件切換時(shí)從高頻器件進(jìn)入到配電網(wǎng)絡(luò)中的RF能量?去耦電容還可以為器件供局部化的DC電壓源，它在減少跨板浪涌電流方面特別有用?

旁路：從元件或電纜中轉(zhuǎn)移出不想要的共模RF能量?這主要是通過產(chǎn)生AC旁路消除無意的能量進(jìn)入敏感的部分，另外還可以提供基帶濾波功能（帶寬受限）?

我們經(jīng)?？梢栽陔娫春偷刂g看見去耦電容，它有三個(gè)方面的作用：

1.集成電路的蓄能電容；

2.濾除該器件產(chǎn)生的高頻噪聲，切斷其通過供電回路進(jìn)行傳播的通路；

3.防止電源攜帶的噪聲對電路構(gòu)成干擾?

在電子電路中，去耦電容和旁路電容都是起到抗干擾的作用，電容所處的位置不同，稱呼就不一樣了?對于同一個(gè)電路來說，旁路（bypass）電容是把輸入信號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）電容也稱退耦電容，是把輸出信號的干擾作為濾除對象從電路來說，總是存在驅(qū)動的源和被驅(qū)動的負(fù)載?如果負(fù)載電容比較大，驅(qū)動電路要把電容充電?放電，才能完成信號的跳變，在上升沿比較陡峭的時(shí)候，電流比較大，這樣驅(qū)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（特別是芯片管腳上的電感，會產(chǎn)生反彈），這種電流相對于正常情況來說實(shí)際上就是一種噪聲，會影響前級的正常工作?這就是耦合?

去藕電容就是起到一個(gè)電池的作用，滿足驅(qū)動電路電流的變化，避免相互間的耦合干擾?

旁路電容實(shí)際也是去藕合的，只是旁路電容一般是指高頻旁路，也就是給高頻的開關(guān)噪聲提高一條低阻抗泄防途徑?高頻旁路電容一般比較小，根據(jù)諧振頻率一般是0.1μF，0.01μF等，而去耦合電容一般比較大，是10μF或者更大，依據(jù)電路中分布參數(shù)，以及驅(qū)動電流的變化大小來確定?

去耦和旁路都可以看作濾波?去耦電容相當(dāng)于電池，避免由于電流的突變而使

電壓下降，相當(dāng)于濾紋波?具體容值可以根據(jù)電流的大小?期望的紋波大小?作用時(shí)間的大小來計(jì)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(gè)RLC串聯(lián)模型?在某個(gè)頻率，會發(fā)生諧振，此時(shí)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(fā)現(xiàn)一般都是一個(gè)V形的曲線?具體曲線與電容的介質(zhì)有關(guān)，所以選擇旁路電容還要考慮電容的介質(zhì)，一個(gè)比較保險(xiǎn)的方法就是多并幾個(gè)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，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的，這種卷起來的結(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?