【讨论】滤波电容和耦合电容

evatan

1，滤波电容：看了些教程和设计指导书都是说在LAYOUT的时候要让小容值的电容要比大容值的先靠近POWER的输出口（主要指的是5V及以下的DCDC输出），这样滤波效果好，但是为什么呢？不是应该先是用大容值的大电容滤波先的吗？？
9 l/ }- ^7 B) c" o2，书上也说提供给IC电源口的电源要先经过耦合电容，之后再接入IC的电源口，那是滤波，稳压作用，那么问题是，要大容值的电容靠近IC电源口，抑或是小容值更靠近呢？为什么呢？

evatan

个人解答：
" `2 h. r+ ^$ g, U0 H! z1，根据Z=1/(ωc)，C容值越小，阻抗越低，高频噪声越容易走该返回路径，回到“地”。所以要小电容更靠近POWER的输出端
2，大电容要更靠近IC电容口，可以使其在模式切换的时候有足够的能量维持系统的工作
; j8 A. ^3 L! ?8 s# [! ^
, f$ w" C4 R3 ^2 o# }( R0 d  \! Q: d请大家拍板

袁荣盛

第一条的回答是不正确的
$ s- u6 C( U+ W( [你可以找两个不同容值的电容看看他们的阻抗频率曲线

evatan

如果不是阻抗问题，那么为什么需要各种大小不同容值的电容？有些电路还是推荐10nf,100nf,1000nf,10uf这样一直排下来呢~
何必要小容值的更加靠近DCDC输出呢？
负载有关系吗？
/ N# Y7 r& A: H5 O4 `( _- `请高手解答

Juger

呵呵
楼主的分析很有意思，自己写的Z=1/(ωc)，C越小Z阻抗自然越大了，怎么会说阻抗越低呢？
9 V5 x. k2 r2 q# l在频率很高和边沿斜率很高的情况下，电容不应当在看作纯粹的电容了，而是要考虑ESL和ESR的效果
% z3 `/ f  ^8 {. G9 m现在的工艺中电容容值比较小的时候比较容易做到较小的ESL和ESR，因此在DCDC电源出口先放置小电容可以将DCDC中的高频干扰短路到地

evatan

感谢楼上高手指点，工作忙晕了，搞错了。呵呵
+ H9 J" @  ~6 k原来由于ESL和ESR的影响需要先放置小电容，而大电容的ESL和ESR因为工艺的问题会相对小电容的大，所以需要大小电容互补~~~

evatan

明天要查下阻抗频率曲线
9 W+ v/ U1 @/ `+ o因为很多时候电路都是用了人家的Reference sheet，囫囵吞枣的接受，自己没有分析注意细节的东西，出问题才研究，那就晚了

袁荣盛

呵呵
7 d% T' G1 I6 ~7 ~8 U) G6 P+ k. \6 u楼主的分析很有意思，自己写的Z=1/(ωc)，C越小Z阻抗自然越大了，怎么会说阻抗越低呢？
: q4 |- M' P' ~6 n在频率很高和边沿斜率很高的情况下，电容不应当在看作纯粹的电容了，而是要考虑ESL和ESR的效果
: v* |, g% D2 d+ Z- K3 m9 Y现在的工艺中电容容值比 ...
Juger 发表于 2009-9-1 20:08

6 b: ~( X- ?5 h; B) A
  d5 D0 G8 i0 t4 t最后的说法是不符合客观事实的
8 S4 j& |: w5 B7 q+ a3 M- _小电容值的电容的ESR一般要比电解电容等大电容的ESR要大
不过ESL的确是贴片的电容比引线电容要小很多
/ v0 [2 C. E5 v0 Q6 c电容的阻抗z=zESR+i（wL-1/wc）         其中w是角频率，等于2×pi×f
( j( [" D% @$ j5 O$ [! p当后面的wL=1/wc的时候，电容的阻抗最小，其值等于ESR
1 f* i. ^3 o" C而这个频率点就是电容的谐振频率f=[1/4*pi*pi*（LC）]1/2
可见电容的容值越小，寄生电感越小，其谐振频率就越高，越能滤除高频杂波信号

evatan

最后的说法是不符合客观事实的
$ w( j" V; o; e) L% [# J8 A: m5 }7 d) K小电容值的电容的ESR一般要比电解电容等大电容的ESR要大
8 U# I9 {0 m* H; n& b不过ESL的确是贴片的电容比引线电容要小很多
* z3 r  {, ~/ X% J$ X; F$ ]电容的阻抗z=zESR+i（wL-1/wc）         其中w是角频率，等于2×pi×f
当 ...
; ], y! p% v7 s* C5 ^/ _袁荣盛 发表于 2009-9-2 10:41

既然大容值电解电容的ESR既然比其他小容值的小，那么聚合物电容的ESR的大小是介于两者之间吗？
请问有相关资料吗？
那样以后我们分析这些问题的时候真的要从基本的入手了
" R+ K( C. v; R8 Q* S找了半天，公司那些电容的承认书都是没有频率阻抗特性图的~~郁闷啊

appleliu

其实在低频的时候放钱放后都没有多大的关系。

主要是在高速信号的时候要考虑到这个问题，上面很多都已经提到了告诉信号的问题。

大家可以去看一下信号完整性，上面对电容的作用做了很深刻的分析。

wymei1204

8楼说的对 其余的不全对

xin_yu

去耦电容有一个概念去耦半径，电容只有放在这区域内才有作用，一般小电容谐振频率高，去耦半径比较小，所以要靠近芯片放置，而大电容谐振频率低，波长长，去耦半径较大。论坛上有关于这方面的帖子，可以找找