為什么總是在電路里擺兩個0.1uF和0.01uF的電容?
01 旁路和去耦
旁路電容和去耦電容這兩個概念在電路中很常見,但要真正理解并不容易。
要理解這兩個詞匯,還得回到英文語境中去。
Bypass在英文里是切一條路的意思,在電路里也是這個意思,如下圖。
Couple在英語中是一對的意思,引申為配對、耦合的意思。如果系統(tǒng)A的信號引起了系統(tǒng)B的信號,那么就說系統(tǒng)A和系統(tǒng)B之間存在耦合現(xiàn)象,如下圖所示。去耦意味著削弱這種耦合。
02 電路中的旁路和去耦
如下圖所示,DC電源為芯片IC供電,電路中集成了兩個電容。
1)旁路
如果電源受到干擾,通常是頻率很高的干擾信號,可能會使IC無法正常工作。
在電源附近并聯(lián)一個電容C1,因為該電容對DC開路,對交流電阻低。
頻率較高的干擾信號通過C1流回地面,原本要通過IC的干擾信號通過電容短路流向GND。C1這里是旁路電容器的功能。
2)去耦
由于集成電路的工作頻率普遍較高,當IC啟動或工作頻率切換時,會在電源導體上產(chǎn)生較大的電流波動,這種干擾信號會直接反饋到電源上,使其產(chǎn)生波動。
在IC的VCC電源端口附近并聯(lián)一個電容C2。由于電容具有儲能功能,可以向IC提供瞬時電流,減少IC電流波動干擾對電源的影響。這里,C2充當去耦電容。
03 為什么要用2個電容?
回到本文開頭提到的問題,為什么要用0.1uF和0.01uF的兩個電容?
電容和容抗的計算公式如下:
電容與頻率和電容成反比。電容越大,頻率越高,容抗越小??梢院唵卫斫鉃殡娙菰酱?,濾波效果越好。
然后有了0.1uF的電容旁路,再加一個0.01uF的電容不是浪費嗎?
實際上,對于特定的電容器,當信號頻率低于其自諧振頻率時,它是電容性的,當信號頻率高于其自諧振頻率時,它是電感性的。
當用0.1uF和0.01uF的兩個電容并聯(lián)時,相當于拓寬了濾波頻率范圍。
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