术语“旁路电容器”和“去耦电容器”可以互换使用,尽管它们之间有明确的区别。
让我们首先了解一下需要绕过的上下文。为任何有源设备供电时,主要要求是电源的入口点(“电源轨”)的阻抗尽可能低(相对于地面)(最好为零欧姆,尽管这在实践中永远无法实现)。这一要求保证了电路的稳定性。
旁路电容器(“旁路”)通过限制不需要的通信(即从电源线到相关电子电路发出的“噪声”)来帮助我们满足这一要求。电源线上出现的任何故障或噪音都会立即绕过机箱接地(“GND”),从而阻止进入系统,因此被称为旁路电容器。
对于电子系统中的不同设备或同一集成电路(“IC”)中的不同组件,旁路电容器抑制系统间或系统内噪声。这种情况的出现是因为共享的电子邮件形式的共同性。不用说,在所有工作频率下,噪声的影响都应该得到控制。
就其在设计中的物理位置而言,旁路电容器靠近电源和连接器的电源引脚。这些电容允许交流电(“AC”)通过,并维持有源块内的直流电(“DC”)。
图1:旁路电容器的基本实现
如图1所示,旁路电容器的最简单形式是直接连接到电源(“VCC”)和GND的帽。连接的性质将允许VCC的交流组件通过GND。这顶帽子起着电流储备的作用。充电的电容器在电压下降时释放电荷,有助于填补电压VCC中的任何“凹陷”。电容器的大小决定了它能填满多大的“凹陷”。电容器越大,电容器能承受的电压骤降就越大。电容器的典型值为.1uF电容器和.01uF。
对于一个设计中需要使用多少个旁路电容器的问题,经验法则是和设计中集成电路的数量一样多。如前所述,旁路盖使其直接连接到VCC和GND引脚。虽然使用这么多的旁路电容器听起来可能有些过分,但从本质上讲,这有助于我们保证设计的可靠性。当每平方英寸的电容器数量达到某个临界值时,使用内置旁路帽的DIP插座的设计已变得很常见。
另一方面,去耦电容(“decap”)用于隔离电路的两个阶段,以便这两个阶段互不产生任何直流影响。
实际上,解耦是绕过的一种改进版本。由于旁路在产生理想电压源时的有限限制,通常需要对相邻噪声源进行“去耦”或隔离。去耦电容用于分离直流电压和交流电压,因此位于一级输出和下一级输入之间。
去耦电容器倾向于极化,主要起到电荷桶的作用。这有助于保持组件的各个电源引脚附近的电位。这反过来又可以防止当元件以相当大的速度切换时,或者当电路板上同时发生切换时,电位下降到电源阈值以下。最终,这降低了对额外电源的需求。
旁路电容器通常采用并联电容器的形式,如图2所示放置在电源轨上。解耦完成了网络中隐含的“RC”(LC)部分:串联元件-如低通滤波器中所示。
图2:去耦电容器的基本实现
如图3所示,还可以通过使用电压调节器代替LC网络来实现去耦。
图3:使用电压调节器代替去耦电容器
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