淺析去耦和旁路

為什么總是在電路里擺兩個0.1uF和0.01uF的電容？

旁路和去耦

旁路電容（Bypass Capacitor）和去耦電容（Decoupling Capacitor）這兩個概念在電路中是常見的，但是真正理解起來并不容易。

要理解這兩個詞匯，還得回到英文語境中去。

Bypass在英語中有抄小路的意思，在電路中也是這個意思，如下圖所示。

couple在英語中是一對的意思，引申為配對、耦合的意思。如果系統(tǒng)A中的信號引起了系統(tǒng)B中的信號，那么就說A與B系統(tǒng)出現(xiàn)了耦合現(xiàn)象（Coupling），如下圖所示。而Decoupling就是減弱這種耦合的意思。

電路中的旁路和去耦

如下圖中，直流電源Power給芯片IC供電，在電路中并入了兩個電容。

旁路

如果Power受到了干擾，一般是頻率比較高的干擾信號，可能使IC不能正常工作。在靠近Power處并聯(lián)一個電容C1，因為電容對直流開路，對交流呈低阻態(tài)。頻率較高的干擾信號通過C1回流到地，本來會經(jīng)過IC的干擾信號通過電容抄近路流到了GND。這里的C1就是旁路電容的作用。

去耦

由于集成電路的工作頻率一般比較高，IC啟動瞬間或者切換工作頻率時，會在供電導線上產(chǎn)生較大的電流波動，這種干擾信號直接反饋到Power會使其產(chǎn)生波動。在靠近IC的VCC供電端口并聯(lián)一個電容C2，因為電容有儲能作用，可以給IC提供瞬時電流，減弱IC電流波動干擾對Power的影響。這里的C2起到了去耦電容的作用。

為什么要用兩個電容

回到本文最開始提到的問題，為什么要用0.1uF和0.01uF的兩個電容？

電容阻抗和容抗計算公式分別如下：

容抗與頻率和電容值成反比，電容越大、頻率越高則容抗越小?？梢院唵卫斫鉃殡娙菰酱?，濾波效果越好。那么有了0.1uF的電容旁路，再加一個0.01uF的電容不是浪費嗎？

實際上，對一個特定電容，當信號頻率低于其自諧振頻率時呈容性，當信號頻率高于其自諧振頻率時呈感性。當用0.1uF和0.01uF的兩個電容并聯(lián)時，相當于拓寬了濾波頻率范圍。
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