去耦电容的作用和原理

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所属分类:电工知识

  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。去耦电容主要是去除高频如RF信号的干扰,干扰的进入方式是通过电磁辐射。
      而实际上,芯片附近的电容还有蓄能的作用,这是第二位的。
     你可以把总电源看作密云水库,我们大楼内的家家户户都需要供水,
     这时候,水不是直接来自于水库,那样距离太远了,
     等水过来,我们已经渴的不行了。
     实际水是来自于大楼顶上的水塔,水塔其实是一个buffer的作用。
     如果微观来看,高频器件在工作的时候,其电流是不连续的,而且频率很高,
     而器件VCC到总电源有一段距离,即便距离不长,在频率很高的情况下,
     阻抗Z=i*wL R,线路的电感影响也会非常大,
     会导致器件在需要电流的时候,不能被及时供给。
     而去耦电容可以弥补此不足。
     这也是为什么很多电路板在高频器件VCC管脚处放置小电容的原因之一
   (在vcc引脚上通常并联一个去藕电容,这样交流分量就从这个电容接地。)
  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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