去耦電容

在共享導體的電路中，共享電源的時候，當一個器件需要對外提供輸出的時候就會同時拉低該導體的電壓，產生雜訊耦合到共享的電路中。在有雜訊的環境中，這些電磁波會在導體內感應出電壓信號，影響迴路中的元件。在數位電路中，器件容易在臨界位置由於干擾而產生錯誤的信號，從而產生錯誤的動作。去耦電容可以減少以上情形的發生。

去耦電容一般都安置在元件附近的電源處，以減少布線阻抗對濾波效果的影響。去耦電容多使用瓷片電容，其數值由電壓信號最快上升和下降速度確定。

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。對於同一個電路來說，旁路（bypass）電容是把輸入信號中的高頻雜訊作為濾除對象，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。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，使放大器穩定工作。從電路來說，總是存在驅動電源和 被驅動的負載。如果負載電容比較大，驅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候，電流比較大，這樣驅動的電流就會吸收很大的電源電流，由於電路中的電感，電阻（特別是晶元管腳上的電感，會產生反彈），這種電流相對於正常情況來說實際上就是一種雜訊，會影響前級的正常工作。這就是耦合。

去耦電容就是起到一個電池的作用，滿足驅動電路電流的變化，避免相互間的耦合干擾。

去耦和旁路都可以看作濾波。去耦電容相當於電池，避免由於電流的突變而使電壓下降，相當於濾紋波。具體容值可以根據電流的大小、期望的紋波大小、作用時間的大小來計算。去耦電容一般都很大，對更高頻率的雜訊，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RLC串聯模型。在某個頻率，會發生諧振，此時電容的阻抗就等於其ESR。如果看電容的頻率阻抗曲線圖，就會發現一般都是一個V形的曲線。具體曲線與電容的介質有關，所以選擇旁路電容還要考慮電容的介質，一個比較保險的方法就是多並幾個電容。

去耦電容主要是去除高頻如RF信號的干擾，干擾的進入方式是通過電磁輻射。

而實際上，晶元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雲水庫，我們大樓內的家家戶戶都需要供水，這時候，水不是直接來自於水庫，那樣距離太遠了，等水過來，我們已經渴的不行了。實際水是來自於大樓頂上的水塔，水塔其實是一個緩衝器的作用。如果微觀來看，高頻器件在工作的時候，其電流是不連續的，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，會導致器件在需要電流的時候，不能被及時供給。而去耦電容可以彌補此不足。這也是為什麼很多電路板在高頻器件VCC管腳處放置小電容的原因之一。

有源器件在開關時產生的高頻開關雜訊將沿著電源線傳播。去耦電容的主要功能就是提供一個局部的直流電源給有源器件，以減少開關雜訊在板上的傳播和將雜訊引導到地。

旁路電容在集成電路電源和地之間有兩個作用：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雜訊。數字電路中典型的去耦電容值是0.1μF。這個電容的分佈電感的典型值是5nH。0.1μF的去耦電容有5nH的分佈電感，它的并行共振頻率大約在7MHz左右，計算方法為 也就是說，對於10MHz以下的雜訊有較好的去耦效果，對40MHz以上的雜訊幾乎不起作用。1μF、10μF的電容，并行共振頻率在2MHz以上，去除低頻雜訊的效果要好一些。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捲起來的，這種捲起來的結構在高頻時表現為電感。要使用鉭電容或聚碳酸酯電容。去耦電容的選用並不嚴格，其電容值可按C=1/F來計算，即10MHz取0.1μF，100MHz取0.01μF。