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为什么总是在电路里摆两个0.1uF和0.01uF的电容？1 z9 d9 U e! F
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01 、旁路和去耦
; L' F( U" S9 T! R% f" I$ ], r旁路电容(Bypass Capacitor)和去耦电容(Decoupling Capacitor)这两个概念在电路中是常见的，但是真正理解起来并不容易。
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要理解这两个词汇，还得回到英文语境中去。
. d* c, Y, N! M& LBypass在英语中有抄小路的意思，在电路中也是这个意思，如下图所示。
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$ m( o8 ]5 w$ Ycouple在英语中是一对的意思，引申为配对、耦合的意思。如果系统A中的信号引起了系统B中的信号，那么就说A与B系统出现了耦合现象(Coupling)，如下图所示。而Decoupling就是减弱这种耦合的意思。" y/ V( d# \# r8 e% F. B
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02 、电路中的旁路和去耦
8 h% M8 g% z- E/ x. K如下图中，直流电源Power给芯片IC供电，在电路中并入了两个电容。/ c8 o* l" Y) X7 n# Z6 _9 |. Y) u
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1）旁路# E, y2 y+ n, }+ i0 \; o* u4 G
如果Power受到了干扰，一般是频率比较高的干扰信号，可能使IC不能正常工作。0 S" |/ N3 ~1 v4 H% D2 J
在靠近Power处并联一个电容C1，因为电容对直流开路，对交流呈低阻态。
1 S5 J% [) i* h+ q/ m9 A. |- n频率较高的干扰信号通过C1回流到地，本来会经过IC的干扰信号通过电容抄近路流到了GND。这里的C1就是旁路电容的作用。
3 u4 ^+ W5 N! ^ G1 h" n1 F5 L# m2）去耦$ O7 t, K5 c' D$ E4 o
由于集成电路的工作频率一般比较高，IC启动瞬间或者切换工作频率时，会在供电导线上产生较大的电流波动，这种干扰信号直接反馈到Power会使其产生波动。
' B3 n) O! Z# z2 E- |0 v$ e% y在靠近IC的VCC供电端口并联一个电容C2，因为电容有储能作用，可以给IC提供瞬时电流，减弱IC电流波动干扰对Power的影响。这里的C2起到了去耦电容的作用。" H" r: F* W" I# y' y
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03、为什么要用2个电容？ * z' K4 m* i( ^! R
回到最开始的问题，为什么要用0.1uF和0.01uF的两个电容？
0 _3 {# @! S7 q" f5 a电容阻抗和容抗计算公式分别如下：
+ f( {! {0 w$ c# H: w4 ^1 z) \+ ^
8 \ d+ C* |9 ?: J# ^# z7 b
6 g; l U4 H a! R; Z+ F: F8 p容抗与频率和电容值成反比，电容越大、频率越高则容抗越小。可以简单理解为电容越大，滤波效果越好。
! }: ^+ O3 g# |; Q/ P那么有了0.1uF的电容旁路，再加一个0.01uF的电容不是浪费吗？+ _) l! s, Y* X4 s+ u% k
8 A8 @ N8 Q9 B* v# g) \- r( D$ a/ T
实际上，对一个特定电容，当信号频率低于其自谐振频率时呈容性，当信号频率高于其自谐振频率时呈感性。
) T! N2 y2 r' @7 [" ^( S' `% H! o, H当用0.1uF和0.01uF的两个电容并联时，相当于拓宽了滤波频率范围。
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发表于 2022-12-27 10:23
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