滤波电容、去耦电容、旁路电容作用

去耦
　　在直流电源回路中，负载的变化会引起电源噪声。例如在数字电路中，当电路从一个状态转换为另一种状态时，就会在电源线上产生一个很大的尖峰电流，形成瞬变的噪声电压。配置去耦电容可以抑制因负载变化而产生的噪声，是印制电路板的可靠性设计的一种常规做法，配置原则如下：
●电源输入端跨接一个10～100uF的电解电容器，如果印制电路板的位置允许，采用100uF以上的电解电容器的抗干扰效果会更好。
　　●为每个集成电路芯片配置一个0.01uF的陶瓷电容器。如遇到印制电路板空间小而装不下时，可每4～10个芯片配置一个1～10uF钽电解电容器，这种器件的高频阻抗特别小，在500kHz～20MHz范围内阻抗小于1Ω，而且漏电流很小（0.5uA以下）。
　　●对于噪声能力弱、关断时电流变化大的器件和ROM、RAM等存储型器件，应在芯片的电源线（Vcc）和地线（GND）间直接接入去耦电容。
●去耦电容的引线不能过长，特别是高频旁路电容不能带引线。
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（1）使用电容滤波时， 特定频段(比如高频噪音)的滤波效果取决于电容值及其寄生电感的谐振频率。1000pF的电容寄生电感肯定比10uF的小的多，因此谐振频率也会落在高频段(区)，相应的高频阻抗会极小，对高频干扰旁路(滤波)效果才明显.反之,谐振频率落在低频段(区)，高频信号阻抗很大,低频阻抗则较小,表现为对低频干扰较有效,而对高频干扰却无能为力。
图1电容基本结构和高频等效模型。

电容的基本公式是：

式(1)显示，减小电容器极板之间的距离(d)和增加极板的截面积(A)将增加电容器的电容量。
电容通常存在等效串联电阻(ESR)和等效串联电感(ESL)二个寄生参数。图2是电容器在不同工作频率下的阻抗(Zc)。

一个电容器的谐振频率(fo)可以从它自身电容量(C)和等效串联电感量(LESL)得到，即

当一个电容器工作频率在fo以下时，其阻抗随频率的上升而减小，即（频率低，电容表现为较大的容抗，电感表现为很小的感抗）

当电容器工作频率在fo以上时，其阻抗会随频率的上升而增加，即（频率高时，电容表现出很小的容抗相当与短路，电感表现为很大的感抗）

当电容器工作频率接近fo时，电容阻抗就等于它的等效串联电阻(RESR)。
电解电容器一般都有很大的电容量和很大的等效串联电感。由于它的谐振频率很低，对低频信号通过较好，而对高频信号，表现出较强的电感性，阻抗较大，所以只能使用在低频滤波上。同时，大电容还可以起到局部电荷池的作用，可以减少局部干扰通过电源耦合出去。
钽电容器一般都有较大电容量和较小等效串联电感，因而它的谐振频率会高于电解电容器，并能使用在中高频滤波上。
瓷片电容器电容量和等效串联电感一般都很小，因而它的谐振频率远高于电解电容器和钽电容器，所以能使用在高频滤波和旁路电路上。由于小电容量瓷片电容器的谐振频率会比大电容量瓷片电容器的谐振频率要高，因此，在选择旁路电容时不能光选用电容值过高的瓷片电容器。为了改善电容的高频特性，多个不同特性的电容器可以并联起来使用。图3是多个不同特性的电容器并联后阻抗改善的效果。

（2）电解电容由于容量较大，因此在设计时为了加大面积，都采用卷状形式，这就导致了其本身的电感量比较大，因此对高频分量，对地不会形成低通支路。因此对于高频分量，只能用高频小电容。
（3）去耦电容一般都是针对电源来讲的，为了防止多子系统中电源间的相互窜扰，一般在每级子系统的电源输入端需要加上高频电容来退耦，容量一般都是0.1uF。

很难呀。学着 慢呀。

学习了，老师！

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