去耦电容 与 旁路电容 的区别

旁路电容过滤对象是电源或输入信号中交流量的干扰。

有了旁路电容，电源5V过滤中的交流量-波动。将蓝色波形变成粉色波形。一般来说，靠近电源。

去耦电容它是芯片的电源管脚。由于电源管脚的外部波形输出，我们使用电容器进行过滤。

以信号电源管脚和输出干扰为过滤对象，防止干扰信号返回电源。

形成尖峰电流：

数字电路输出高电流通常从电源中拉出Ioh电流灌入低电平输出时Iol大小一般不同，即：Iol＞Ioh。以下图的TTL以非门为例，说明尖峰电流的形成：

输出电压如右图所示（a）理论上，电源电流的波形如右图所示（b），实际电源电流保险如右图所示（c）。由图（c）可以看出在输出由低电平转换到高电平时电源电流有一个短暂而幅度很大的尖峰。尖峰电源电流的波形随所用器件的类型和输出端所接的电容负载而异。

尖峰电流的主要原因是：

输出级的T3、T在短管设计中同时导通。输入电压的负跳变在与非门从输出低电平转向高电平的过程中T2和T由于基极驱动电流较大，3的基极动电流，T3饱和深度设计比T2.反向驱动电流将使T首先，脱离饱和并结束。T2截止后，其集电极电位上升，使T4导通。可是此时T3还未脱离饱和，因此在极短得设计内T3和T4将同时导通，从而产生大的ic4.使电源电流形成尖峰电流。图中的R设计4是为了限制这个尖峰电流。

这应该是他们的本质区别。去耦电容相当于电池，避免电压因电流突变而下降，相当于滤波。具体容值可根据电流、预期纹波和工作时间计算。如果电容值大，对频率较高的噪声基本无效。旁路电容是针对高频的，即利用电容的频率阻抗特性。只旁路电容器一般针对外部噪声，即提高开关噪声的低阻抗泄漏方式。根据谐振频率，高频旁路电容器一般较小.1u，0.01u等，低频旁路电容一般比较大，是10u或更大，根据电路中的分布参数和驱动电流的变化来确定。

旁路电容

旁路电容（bypass）是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象，把前级携带的高频杂波滤除。

旁路电容器的主要功能是产生交流分路，从而消除进入易感区的不必要能量。旁路电容器通常用作高频旁路设备，以减少对电源模块的瞬态电流需求。通常铝电解电容和钽电解电容容量更适合旁路电容，其电容值取决于PCB板上的瞬态电流需求一般为10至470μF范围内。

去耦电容

去耦电容（decoupling）也称退耦电容，是把芯片的电源脚的输出的干扰作为滤除对象。去耦电容在集成电路电源和地之间的有两个作用：一方面是本集成电路的蓄能电容，另一方面旁路掉该器件的高频噪声(电容对高频阻抗小，将之泻至GND)。

在数字电路中，当电路从一个状态转换为另一个状态时，电源线上会产生大的尖峰电流，形成瞬态噪声电压，影响前级的正常运行。这是耦合。对于噪声能力弱、关闭时电流变化大的设备和ROM、RAM存储器件应在芯片的电源线上（Vcc）和地线（GND）去耦电容到去耦电容器。

典型的数字电路去耦电容值为0.1μF。该电容分布电感的典型值为5μH。0.1μF去耦电容为5μH其并行共振频率约为7MHz也就是说，对于10，MHz以下噪声具有效果好，40MHz上述噪声几乎无效。1μF、10μF并行共振频率为20MHz以上，去除高频噪声的效果更好。每10片左右的集成电路应增加一个充放电电容器或一个蓄能电容器，可选10个μF左右。最好不要使用电解电容器。电解电容器由两层薄膜卷起。这种卷起结构在高频时表现为电感。要使用钽电容或聚碳酸酯电容。去耦电容器的选择不严格，可按C=1/F，即10MHz取0.1μF，100MHz取0.01μ。

案例分析：

缓冲电路(测量结果)采用去耦和不去耦

去耦电容器和去耦电容器（C1 和C2)用于驱动 R-C 负载的缓冲电路。我们注意到，在不使用去耦电容器的情况下，电路的输出信号包含高频(3.8MHz)振荡。对于无去耦电容器的放大器，通常会出现稳定性低、瞬态响应差、启动故障等异常问题。

电流带去耦合，不带去耦合

电源线的电感将限制暂态电流。由于电流路径的电感设备，因此电流路径的电感非常小。在暂态过程中，该电容器可在非常短的时间内向器件提供超大量的电流。无去耦电容器的设备不能提供临时电流，因此放大器的内部节点会下垂(通常称为干扰)。由于内部节点没有得到正确的偏置，无去耦电容器的内部电源干扰会导致设备工作不连续。

良好与糟糕PCB对比板面布局

除使用去耦电容器外，还应在去耦电容器、电源和接地端之间采用较短的低阻抗连接。将好的去耦合板布局与坏的布局进行比较。由于通孔会增加电感，因此应始终尝试使去耦合连接保持较短的距离，避免去耦合路径中的通孔。去耦合电容器的推荐值给出去耦合电容器的推荐值。如果不给出，可以使用0.1uF。

PCB布局时放置去耦电容器

对于电容器的安装，首先要提到的是安装距离。容量最小的电容器具有最高的谐振频率和最小的去耦半径，因此放置在最接近芯片的位置。容量稍大的可以稍远，容量最大的可以放置在最外层。然而，所有去耦芯片的电容器都应尽可能靠近芯片。

下图1是放置位置的例子。本例中的电容等级大致为10倍。

还有一点需要注意的是，放置时最好均匀分布在芯片周围，每个容值等级都要这样。通常在设计芯片时，考虑到电源和地引脚的排列位置，芯片的四个边缘一般均匀分布。因此，芯片周围存在电压扰动，去耦也必须均匀地去耦整个芯片所在区域。如果上图中的680pF电容器放置在芯片的上部。由于去耦半径问题，芯片下部的电压不能很好地干扰去耦。

电容的安装

安装电容器时，从焊盘中拉出一小段引出线，然后通过孔与电源平面连接，接地端也是如此。流经电容器的电流电路为：电源平面->过孔->引出线->焊盘->电容->焊盘->引出线->过孔->图2直观地显示了电流的回流路径。

第一种该方法从焊盘中引出长线，然后连接过孔，这将引入大量的寄生电感，必须避免这样做，这是最糟糕的安装方法。

第二种该方法在焊盘两端靠近焊盘打孔，远小于第一种方法，寄生电感小，可接受。

第三种在焊盘侧面打孔，进一步减少回路面积，寄生电感小于第二种，是更好的方法。

第四种与第三种方法相比，电容器的每一端通过孔并联接入电源平面和地平面，小于第三种寄生电感。只要空间允许，试着使用这种方法。

最后一种该方法直接在焊盘上打孔，寄生电感最小，但焊接可能有问题，是否使用取决于加工能力和方法。

建议使用第三种和第四种方法。

需要强调的是，为了节省空间，一些工程师有时会让多个电容器在任何情况下使用公共穿孔。最好找到优化电容组合设计的方法，减少电容量。

由于印刷线越宽，电感越小，从焊盘到过孔的引出线应尽可能宽，如果可能的话，应尽量与焊盘宽度相同。这样，即使是0402包装的电容也可以使用20mil宽引出线。如图4所示，注意图中的各种尺寸。

------------END------------

后台回复『电子基础』『单片机』阅读更多相关文章。

欢迎关注我的微信官方账号，回复“加群按规定加入技术交流组，回复1024查看更多内容。

欢迎关注我的视频号：

点击“阅读原文查看更多分享，欢迎点分享，收藏，点赞，看。