旁路和去耦电容之间的差异
术语“旁路电容”和“去耦电容”可互换使用,但它们之间存在明显差异。
让我们首先了解绕过需求的背景。当为任何有源器件供电时,主要要求是电源的入口点(“电源轨”)尽可能低阻抗(相对于地)(优选为零欧姆,但实际上这是不可能实现的)。该要求确保了电路的稳定性。
旁路电容器(“旁路”)通过限制不需要的通信来帮助我们满足这一要求,即从电力线发出的“噪声”到所讨论的电子电路。电源线上出现的任何毛刺或噪声都会立即被旁路到机壳接地(“GND”),从而无法进入系统,因此称为旁路电容。
对于电子系统内的不同设备或同一集成电路(“IC”)内的不同组件,旁路电容器抑制系统间或系统内噪声。出现这种情况是因为共享电力邮件形式的共性。不用说,在所有工作频率下,应包含噪声的影响。
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放置。这些电容允许交流电(“AC”)通过并保持活动块内的直流电(“DC”)。
图1:旁路电容的基本实现
如图所示 图。1 最简单形式的旁路电容是一个直接连接到电源(“VCC”)和GND的电容。连接的性质将允许VCC的AC分量通过GND。上限就像是当前的储备。充电电容有助于在电压下降时通过释放电荷来填充电压VCC中的任何“下降”。电容器的大小决定了它能填充的“倾角”有多大。电容越大,电容器可以处理的电压突然下降越大。电容器的典型值为.1uF电容器和.01uF。
至于设计中需要使用多少旁路电容的问题,拇指规则与设计中的IC数量一样多。如前所述,旁路电容使其直接连接到VCC和GND引脚。虽然使用那么多旁路电容可能听起来有点过分,但实质上,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阈值时,设计使用具有内置旁路电容器的DIP插座已经变得司空见惯。
另一方面,去耦电容器(“去耦”)用于隔离电路的两级,使得这两级不会相互产生任何DC效应。
实际上,解耦是绕过的精炼版本。由于绕过创建理想电压源的有限限制,通常需要“去耦”或相邻噪声源的隔离。去耦电容器用于分离DC电压和AC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并且主要充当电荷桶。这有助于保持组件的相应电源引脚附近的电势。反过来,每当元件以相当大的速度切换或者电路板上同时发生切换时,这可以防止电位降至供电阈值以下。最终,这降低了对电源额外功率的需求。
旁路电容器通常采用并联电容器的形式放置在电源轨上,如图所示 图2 。去耦完成了网络中隐含的“RC”(LC)部分:串联元件 - 如在低通滤波器中那样。
图2:去耦电容的基本实现
也可以通过使用电压调节器代替LC网络来实现去耦,如图所示 图3。
图3:使用电压调节器代替去耦电容