旁路電容知識

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1、關(guān)于旁路電容的兩點考慮

2、[<<][>>]1、合適的旁路電容是大容量還是小容量？???嵌入式設(shè)計中，要求MCU從耗電量很大的處理密集型工作模式進入耗電量很少的空閑/休眠模式。這些轉(zhuǎn)換很容易引起線路損耗的急劇增加，增加的速率很高，達到20A/ms甚至更快。通常采用旁路電容來解決穩(wěn)壓器無法適應(yīng)系統(tǒng)中高速器件引起的負載變化。旁路電容是為本地器件提供能量的儲能器件，它能使穩(wěn)壓器的輸出均勻化，降低負載需求。就像小型可充電電池一樣，旁路電容能夠被充電，并向器件進行放電。為盡量減少阻抗，旁路電容要盡量靠近負載器件的供電

3、電源管腳和地管腳。這能夠很好地防止輸入值過大而導(dǎo)致的地電位抬高和噪聲。地彈是地連接處在通過大電流毛刺時的電壓降。???應(yīng)該明白，大容量和小容量的旁路電容都可能是必需的。這樣的組合能夠解決上述負載電流或許為階梯變化所帶來的問題，而且還能提供足夠的去耦以抑制電壓和電流毛刺。在負載變化非常劇烈的情況下，則需要三個或更多不同容量的電容，以保證在穩(wěn)壓器穩(wěn)壓前提供足夠的電流?？焖俚乃矐B(tài)過程由高頻小容量電容來抑制，中速的瞬態(tài)過程由低頻大容量來抑制，剩下則交給穩(wěn)壓器完成了。??還要記住一點，穩(wěn)壓器也要求電容盡量靠近電壓

4、輸出端。2、電容值和等效串聯(lián)電阻，哪個更重要？???一個等效串聯(lián)電阻(ESR)很小的相對較大容量的外部電容能很好地吸收快速轉(zhuǎn)換時的峰值（紋波）電流。但是，有時這樣的選擇容易引起穩(wěn)壓器（特別是LDO）的不穩(wěn)定，所以必須合理選擇小容量和大容量電容的容值。永遠記住，穩(wěn)壓器就是一個放大器，放大器可能出現(xiàn)的各種情況它都會出現(xiàn)。???由于DC/DC轉(zhuǎn)換器的響應(yīng)速度相對較慢，輸出去耦電容在負載階躍的初始階段起主導(dǎo)的作用，因此需要額外大容量的電容來減緩相對于DC/DC轉(zhuǎn)換器的快速轉(zhuǎn)換，同時用高頻電容減緩相對于大電容的快

5、速變換。通常，大容量電容的等效串聯(lián)電阻應(yīng)該選擇為合適的值，以便使輸出電壓的峰值和毛刺在器件的Dasheet規(guī)定之內(nèi)。???高頻轉(zhuǎn)換中，小容量電容在0.01到0.1μF量級就能很好滿足要求。表貼陶瓷電容具有更小的ESR。另外，在這些容值下，它們的體積和BOM成本都比較合理。如果局部低頻去耦不充分，則從低頻向高頻轉(zhuǎn)換時將引起輸入電壓降低。電壓下降過程可能持續(xù)數(shù)毫秒，時間長短主要取決于穩(wěn)壓器調(diào)節(jié)增益和提供較大負載電流的時間。???用ESR大的電容并聯(lián)比用ESR恰好那么低的單個電容當然更具成本效益。這需要在PC

6、B面積、器件數(shù)與成本之間尋求折衷。???無怪乎，有人曾經(jīng)說過，設(shè)計就是折衷的藝術(shù)！去耦電容和旁路電容的區(qū)別?旁路電容不是理論概念，而是一個經(jīng)常使用的實用方法，在50--60年代，這個詞也就有它特有的含義，現(xiàn)在已不多用。電子管或者晶體管是需要偏置的，就是決定工作點的直流供電條件。例如電子管的柵極相對于陰極往往要求加有負壓，為了在一個直流電源下工作，就在陰極對地串接一個電阻，利用板流形成陰極的對地正電位，而柵極直流接地，這種偏置技術(shù)叫做“自偏”，但是對（交流）信號而言，這同時又是一個負反饋，為了消除這個影響

7、，就在這個電阻上并聯(lián)一個足夠大的點容，這就叫旁路電容。后來也有的資料把它引申使用于類似情況。去耦電容在集成電路電源和地之間的有兩個作用：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噪聲。數(shù)字電路中典型的去耦電容值是0.1μF。這個電容的分布電感的典型值是5μH。0.1μF的去耦電容有5μH的分布電感，它的并行共振頻率大約在7MHz左右，也就是說，對于10MHz以下的噪聲有較好的去耦效果，對40MHz以上的噪聲幾乎不起作用。1μF、10μF的電容，并行共振頻率在20MHz以上，去除高頻噪聲的效

8、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卷起來的，這種卷起來的結(jié)構(gòu)在高頻時表現(xiàn)為電感。要使用鉭電容或聚碳酸酯電容。去耦電容的選用并不嚴格，可按C=1/F，即10MHz取0.1μF，100MHz取0.01μF。一般來說，容量為uf級的電容，象電解電容或鉭電容，他的電感較大，諧振頻率較小，對低頻信號通過較好，而對高頻信號，表現(xiàn)出較強的電感性，阻抗較大，同時，大電容還可以起到局部電荷池的作用，可以減少局部的干擾通過電源耦合出去；

9、容量為0.001~0.1uf的電容，一般為陶瓷電容或云母電容，電感小，諧振頻率高，對高頻信號的阻抗較小，可以為高頻干擾信號提供一條旁路，減少外界對該局部的耦合干擾旁路是把前級或電源攜帶的高頻雜波或信號濾除；去藕是為保正輸出端的穩(wěn)定輸出（主要是針對器件的工作）而設(shè)的“小水塘”，在其他大電流工作時保證電源的波動范圍不會影響該電路的工作；補充一點就是所謂的藕合：是在前后級間傳遞信號而不互相影響各級靜態(tài)工作點的元件有源器件在開關(guān)時產(chǎn)生的高頻開關(guān)噪聲