濾波電容和去耦電容

1、1,節(jié)點(diǎn)在AD6的原理圖中如何計(jì)算其有效節(jié)點(diǎn)？也有就是說有多少個(gè)有效的焊盤，因?yàn)槲铱梢愿鶕?jù)此焊的數(shù)量來報(bào)價(jià)。2、信號(hào)層（Signal Layers）,有16個(gè)信號(hào)層，TopLayer BottomLayer MidLayer1-14。 、內(nèi)部電源/接地層（Internal Planes）,有4個(gè)電源/接地層Planel1-4。 、機(jī)械層（Mechanical Layers）,有四個(gè)機(jī)械層。 、鉆孔位置層（Drill Layers）,主要用于繪制鉆孔圖及鉆孔的位置，共包括Drill Guide 和Drill drawing兩層。 、助焊層（Solder Mask）,有TopSolderMask和

2、BottomSolderMask兩層，手工上錫。 、錫膏防護(hù)層（Paste Mask）有TopPaste和BottomPaster兩層。 、絲印層（Silkscreen）,有TopOverLayer和BottomOverLayer兩層，主要用于繪制元件的外形輪廓。 、其它工作層面（Other）： KeepOutLayer:禁止布線層，用于繪制印制板外邊界及定位孔等鏤空部分。 MultiLayer:多層 有多個(gè)布線層的半導(dǎo)體器件具備：第一絕緣膜；形成于該第一絕緣膜上的第一布線層；形成于上述第一布線層上的第二布線層；和設(shè)置在第一絕緣膜和所述第一布線層的上面，第二布線層中相鄰布線之間和所述第二布線層

3、中布線下側(cè)與所述第一絕緣層和所述第一布線層之間的低相對(duì)介電常數(shù)的第二絕緣膜。所述半導(dǎo)體器件的制造方法具備：形成第一層間絕緣膜；在所述第一層間絕緣膜中形成多個(gè)布線溝；通過將金屬膜埋入所述布線溝中來形成多個(gè)布線；去除所述布線間的所述第一層間絕緣膜來形成埋入溝；在所述埋入溝中埋入由低介電常數(shù)材料構(gòu)成的第二層間絕緣膜。3這三種叫法的電容，其實(shí)都是濾波的，只是應(yīng)用在不同的電路中，叫法和用法不一樣。 濾波電容，這是我們通常用在電源整流以后的電容，它是把整流電路交流整流成脈動(dòng)直流，通過充放電加以平滑的電容，這種電容一般都是電解電容，而且容量較大，在微法級(jí)。 旁路電容，是把輸入信號(hào)中的高頻成份加以濾除，主要是

4、用于濾除高頻雜波的，通常用瓷質(zhì)電容、滌綸電容，容量較小，在皮法級(jí)。 去耦電容，是把輸出信號(hào)的干擾作為濾除對(duì)象，去耦電容相當(dāng)于電池，利用其充放電，使得放大后的信號(hào)不會(huì)因電流的突變而受干擾。它的容量根據(jù)信號(hào)的頻率、抑制波紋程度而定。 濾波電容用在電源整流電路中，用來濾除交流成分。使輸出的直流更平滑。 去耦電容用在放大電路中不需要交流的地方，用來消除自激，使放大器穩(wěn)定工作。 旁路電容用在有電阻連接時(shí)，接在電阻兩端使交流信號(hào)順利通過。1.關(guān)于去耦電容蓄能作用的理解1）去耦電容主要是去除高頻如RF信號(hào)的干擾，干擾的進(jìn)入方式是通過電磁輻射。 而實(shí)際上，芯片附近的電容還有蓄能的作用，這是第二位的。 你可以把

5、總電源看作密云水庫，我們大樓內(nèi)的家家戶戶都需要供水， 這時(shí)候，水不是直接來自于水庫，那樣距離太遠(yuǎn)了， 等水過來，我們已經(jīng)渴的不行了。 實(shí)際水是來自于大樓頂上的水塔,水塔其實(shí)是一個(gè)buffer的作用。 如果微觀來看，高頻器件在工作的時(shí)候，其電流是不連續(xù)的，而且頻率很高， 而器件VCC到總電源有一段距離，即便距離不長(zhǎng)，在頻率很高的情況下， 阻抗Zi*wL+R，線路的電感影響也會(huì)非常大， 會(huì)導(dǎo)致器件在需要電流的時(shí)候，不能被及時(shí)供給。 而去耦電容可以彌補(bǔ)此不足。 這也是為什么很多電路板在高頻器件VCC管腳處放置小電容的原因之一 （在vcc引腳上通常并聯(lián)一個(gè)去藕電容，這樣交流分量就從這個(gè)電容接地。）2）

6、有源器件在開關(guān)時(shí)產(chǎn)生的高頻開關(guān)噪聲將沿著電源線傳播。去耦電容的主要功能就是提供 一 個(gè)局部的直流電源給有源器件，以減少開關(guān)噪聲在板上的傳播和將噪聲引導(dǎo)到地2.旁路電容和去耦電容的區(qū)別 去耦：去除在器件切換時(shí)從高頻器件進(jìn)入到配電網(wǎng)絡(luò)中的RF能量。去耦電容還可以為器件 供局部化的DC電壓源，它在減少跨板浪涌電流方面特別有用。 旁路：從元件或電纜中轉(zhuǎn)移出不想要的共模RF能量。這主要是通過產(chǎn)生AC旁路消除無意的能量進(jìn)入敏感的部分，另外還可以提供基帶濾波功能（帶寬受限）。 我們經(jīng)?？梢钥吹剑陔娫春偷刂g連接著去耦電容，它有三個(gè)方面的作用：一是作為本集成電路的蓄能電容；二是濾除該器件產(chǎn)生的高頻噪聲，切斷

7、其通過供電回路進(jìn)行傳播的通路；三是防止電源攜帶的噪聲對(duì)電路構(gòu)成干擾。 在電子電路中，去耦電容和旁路電容都是起到抗干擾的作用，電容所處的位置不同，稱呼就不一樣了。對(duì)于同一個(gè)電路來說，旁路（bypass）電容是把輸入信號(hào)中的高頻噪聲作為濾除對(duì)象，把前級(jí)攜帶的高頻雜波濾除，而去耦（decoupling）電容也稱退耦電容，是把輸出信號(hào)的干擾作為濾除對(duì)象。 濾波電容的選擇 經(jīng)過整流橋以后的是脈動(dòng)直流，波動(dòng)范圍很大。后面一般用大小兩個(gè)電容，大電容用來穩(wěn)定輸出，眾所周知電容兩端電壓不能突變，因此可以使輸出平滑，小電容是用來濾除高頻干擾的，使輸出電壓純凈，電容越小，諧振頻率越高，可濾除的干擾頻率越高容量選擇：

8、（1）大電容,負(fù)載越重，吸收電流的能力越強(qiáng)，這個(gè)大電容的容量就要越大（2）小電容，憑經(jīng)驗(yàn)，一般104即可1、電容對(duì)地濾波，需要一個(gè)較小的電容并聯(lián)對(duì)地，對(duì)高頻信號(hào)提供了一個(gè)對(duì)地通路。2、電源濾波中電容對(duì)地腳要盡可能靠近地。3、理論上說電源濾波用電容越大越好，一般大電容濾低頻波,小電容濾高頻波。4、可靠的做法是將一大一小兩個(gè)電容并聯(lián),一般要求相差兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上,以獲得更大的濾波頻段.具體案例: AC220-9V再經(jīng)過全橋整流后，需加的濾波電容是多大的？ 再經(jīng)78LM05后需加的電容又是多大？前者電容耐壓應(yīng)大于15V，電容容量應(yīng)大于2000微發(fā)以上。 后者電容耐壓應(yīng)大于9V，容量應(yīng)大于220微發(fā)以上

9、。2.有一電容濾波的單相橋式整流電路，輸出電壓為24V，電流為500mA，要求： （1）選擇整流二極管； （2）選擇濾波電容； （3）另：電容濾波是降壓還是增壓？（1）因?yàn)闃蚴绞侨?，所以每個(gè)二極管電流只要達(dá)到負(fù)載電流的一半就行了，所以二極管最大電流要大于250mA；電容濾波式橋式整流的輸出電壓等于輸入交流電壓有效值的1.2倍，所以你的電路輸入的交流電壓有效值應(yīng)是20V，而二極管承受的最大反壓是這個(gè)電壓的根號(hào)2倍，所以，二極管耐壓應(yīng)大于28.2V。 （2）選取濾波電容：1、電壓大于28.2V；2、求C的大小：公式RC（3-5）×0.1秒，本題中R=24V/0.5A=48歐 所以可得出

10、C（0.00625-0.0104）F，即C的值應(yīng)大于6250F。 （3）電容濾波是升高電壓。濾波電容的選用原則在電源設(shè)計(jì)中,濾波電容的選取原則是: C2.5T/R 其中: C為濾波電容,單位為UF; T為頻率, 單位為Hz R為負(fù)載電阻,單位為 當(dāng)然,這只是一般的選用原則,在實(shí)際的應(yīng)用中,如條件(空間和成本)允許,都選取C5T/R.3.濾波電容的大小的選取 PCB制版電容選擇印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時(shí)操作它們時(shí)均會(huì)產(chǎn)生較大火花放電，必須采用RC吸收電路來吸收放電電流。一般R取12k，C取2.24.7F 一般的10PF左右的電容用來濾除高頻的干擾信號(hào),0.1UF左右的用來濾除低頻的紋

11、波干擾,還可以起到穩(wěn)壓的作用。 濾波電容具體選擇什么容值要取決于你PCB上主要的工作頻率和可能對(duì)系統(tǒng)造成影響的諧波頻率，可以查一下相關(guān)廠商的電容資料或者參考廠商提供的資料庫軟件，根據(jù)具體的需要選擇。至于個(gè)數(shù)就不一定了，看你的具體需要了，多加一兩個(gè)也挺好的，暫時(shí)沒用的可以先不貼，根據(jù)實(shí)際的調(diào)試情況再選擇容值。如果你PCB上主要工作頻率比較低的話，加兩個(gè)電容就可以了，一個(gè)慮除紋波，一個(gè)慮除高頻信號(hào)。如果會(huì)出現(xiàn)比較大的瞬時(shí)電流，建議再加一個(gè)比較大的鉭電容。 其實(shí)濾波應(yīng)該也包含兩個(gè)方面，也就是各位所說的大容值和小容值的，就是去耦和旁路。原理我就不說了，實(shí)用點(diǎn)的，一般數(shù)字電路去耦0.1uF即可，用于10

12、M以下；20M以上用1到10個(gè)uF，去除高頻噪聲好些，大概按C=1/f 。旁路一般就比較的小了，一般根據(jù)諧振頻率一般為0.1或0.01uF 說到電容，各種各樣的叫法就會(huì)讓人頭暈?zāi)垦?，旁路電容，去耦電容，濾波電容等等，其實(shí)無論如何稱呼，它的原理都是一樣的，即利用對(duì)交流信號(hào)呈現(xiàn)低阻抗的特性，這一點(diǎn)可以通過電容的等效阻抗公式看出來：Xcap=1/2fC，工作頻率越高，電容值越大則電容的阻抗越小.。在電路中，如果電容起的主要作用是給交流信號(hào)提供低阻抗的通路，就稱為旁路電容；如果主要是為了增加電源和地的交流耦合，減少交流信號(hào)對(duì)電源的影響，就可以稱為去耦電容；如果用于濾波電路中，那么又可以稱為濾波電容；除

13、此以外，對(duì)于直流電壓，電容器還可作為電路儲(chǔ)能，利用沖放電起到電池的作用。而實(shí)際情況中，往往電容的作用是多方面的，我們大可不必花太多的心思考慮如何定義。本文里，我們統(tǒng)一把這些應(yīng)用于高速PCB設(shè)計(jì)中的電容都稱為旁路電容.電容的本質(zhì)是通交流，隔直流，理論上說電源濾波用電容越大越好。但由于引線和PCB布線原因，實(shí)際上電容是電感和電容的并聯(lián)電路，（還有電容本身的電阻，有時(shí)也不可忽略）這就引入了諧振頻率的概念：=1/(LC)1/2在諧振頻率以下電容呈容性，諧振頻率以上電容呈感性。因而一般大電容濾低頻波，小電容濾高頻波。這也能解釋為什么同樣容值的STM封裝的電容濾波頻率比DIP封裝更高。至于到底用多大的電容

14、，這是一個(gè)參考 電容諧振頻率電容值 DIP (MHz) STM (MHz)1.0F 2.5 50.1F 8 160.01F 25 501000pF 80 160100 pF 250 50010 pF 800 1.6(GHz)不過僅僅是參考而已，用老工程師的話說主要靠經(jīng)驗(yàn)。更可靠的做法是將一大一小兩個(gè)電容并聯(lián)，一般要求相差兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上，以獲得更大的濾波頻段。一般來講，大電容濾除低頻波，小電容濾除高頻波。電容值和你要濾除頻率的平方成反比。具體電容的選擇可以用公式C=4Pi*Pi /(R * f * f )電源濾波電容如何選取，掌握其精髓與方法，其實(shí)也不難。1）理論上理想的電容其阻抗隨頻率的增加而

15、減少(1/jwc),但由于電容兩端引腳的電感效應(yīng),這時(shí)電容應(yīng)該看成是一個(gè)LC串連諧振電路,自諧振頻率即器件的FSR參數(shù),這表示頻率大于FSR值時(shí),電容變成了一個(gè)電感,如果電容對(duì)地濾波,當(dāng)頻率超出FSR后,對(duì)干擾的抑制就大打折扣,所以需要一個(gè)較小的電容并聯(lián)對(duì)地,可以想想為什么?原因在于小電容,SFR值大,對(duì)高頻信號(hào)提供了一個(gè)對(duì)地通路,所以在電源濾波電路中我們常常這樣理解:大電容慮低頻,小電容慮高頻,根本的原因在于SFR(自諧振頻率)值不同,當(dāng)然也可以想想為什么?如果從這個(gè)角度想,也就可以理解為什么電源濾波中電容對(duì)地腳為什么要盡可能靠近地了.2)那么在實(shí)際的設(shè)計(jì)中,我們常常會(huì)有疑問,我怎么知道電容

16、的SFR是多少?就算我知道SFR值,我如何選取不同SFR值的電容值呢?是選取一個(gè)電容還是兩個(gè)電容?電容的SFR值和電容值有關(guān),和電容的引腳電感有關(guān),所以相同容值的0402,0603,或直插式電容的SFR值也不會(huì)相同,當(dāng)然獲取SFR值的途徑有兩個(gè),1)器件Data sheet,如22pf0402電容的SFR值在2G左右, 2)通過網(wǎng)絡(luò)分析儀直接量測(cè)其自諧振頻率,想想如何量測(cè)?S21?知道了電容的SFR值后,用軟件仿真,如RFsim99,選一個(gè)或兩個(gè)電路在于你所供電電路的工作頻帶是否有足夠的噪聲抑制比.仿真完后,那就是實(shí)際電路試驗(yàn),如調(diào)試手機(jī)接收靈敏度時(shí),LNA的電源濾波是關(guān)鍵,好的電源濾波往往可

17、以改善幾個(gè)dB. 有文章是這樣說的，你參考一下吧；濾波/去耦/旁路之類的電容并不是越大越好,如:一個(gè)很大的電源濾波電容,儲(chǔ)存容量是足夠了,但是由于容量過大.剛通電瞬間，由于電容兩端電壓不能突變，所以整流管上和變壓器上的負(fù)擔(dān)很大，如是后面的濾波電容過大，使輸出電壓上升過慢，導(dǎo)致變壓器/整流管等長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷工作，會(huì)被損壞，或是引起過載保護(hù)等問題。（解決方法是合適減小濾波電容或是采用開機(jī)電壓慢升（也就是小電流讓電容上建立正常電平后，再讓電源進(jìn)入工作狀態(tài)）又如：旁路電容過大，因?yàn)槿龢O管（以典型共射極為例）建立正常的工作點(diǎn)后，E極電壓設(shè)為2V，又設(shè)放大電路的輸入低頻非有用信號(hào)，使Ce上升為2.2V，如在

18、其后有個(gè)2.7V的高頻有用信號(hào)來到，因Ce電荷過多，Re無法讓Ce快速放電到靜態(tài)電平，會(huì)使一個(gè)或更多個(gè)有用信號(hào)周期失真。又如：去耦，當(dāng)電容過大，由于退耦電阻的關(guān)系。電壓上升速度過慢。會(huì)使某些高要求電路復(fù)位不正常。而不能工作。所以，不管是濾波，去耦，旁路。都要選擇合適的RC常數(shù)，不要一味追求C過大，想著C越大，濾波/去耦/旁路效果就越好。要真正理解RC常數(shù)這一個(gè)含義。我個(gè)人認(rèn)為；你圈起來的退耦電容，由于電路設(shè)計(jì)者因成本等考慮，一般是以器件能正常工作為度。如果稍微加大容量和改用更低損耗角的高速電容摩改，對(duì)器件在更正常的環(huán)境下工作有正面意義的。但好像如果無意義地摩改得太大，音色會(huì)有平板化和發(fā)木的趨向

19、。關(guān)于濾波電容、去耦電容、旁路電容的作用濾波電容用在電源整流電路中，用來濾除交流成分。使輸出的直流更平滑。去耦電容用在放大電路中不需要交流的地方，用來消除自激，使放大器穩(wěn)定工作。旁路電容用在有電阻連接時(shí)，接在電阻兩端使交流信號(hào)順利通過。1.關(guān)于去耦電容蓄能作用的理解1）去耦電容主要是去除高頻如RF信號(hào)的干擾，干擾的進(jìn)入方式是通過電磁輻射。 而實(shí)際上，芯片附近的電容還有蓄能的作用，這是第二位的。你可以把總電源看作密云水庫，我們大樓內(nèi)的家家戶戶都需要供水，這時(shí)候，水不是直接來自于水庫，那樣距離太遠(yuǎn)了，等水過來，我們已經(jīng)渴的不行了。實(shí)際水是來自于大樓頂上的水塔,水塔其實(shí)是一個(gè)buffer的作用。如果

20、微觀來看，高頻器件在工作的時(shí)候，其電流是不連續(xù)的，而且頻率很高，而器件VCC到總電源有一段距離，即便距離不長(zhǎng)，在頻率很高的情況下，阻抗Zi*wL+R，線路的電感影響也會(huì)非常大，會(huì)導(dǎo)致器件在需要電流的時(shí)候，不能被及時(shí)供給。而去耦電容可以彌補(bǔ)此不足。這也是為什么很多電路板在高頻器件VCC管腳處放置小電容的原因之一（在vcc引腳上通常并聯(lián)一個(gè)去藕電容，這樣交流分量就從這個(gè)電容接地。）2）有源器件在開關(guān)時(shí)產(chǎn)生的高頻開關(guān)噪聲將沿著電源線傳播。去耦電容的主要功能就是提供 一 個(gè)局部的直流電源給有源器件，以減少開關(guān)噪聲在板上的傳播和將噪聲引導(dǎo)到地2.旁路電容和去耦電容的區(qū)別 去耦：去除在器件切換時(shí)從高頻器件

21、進(jìn)入到配電網(wǎng)絡(luò)中的RF能量。去耦電容還可以為器件提供局部化的DC電壓源，它在減少跨板浪涌電流方面特別有用。 旁路：從元件或電纜中轉(zhuǎn)移出不想要的共模RF能量。這主要是通過產(chǎn)生AC旁路消除無意的能量進(jìn)入敏感的部分，另外還可以提供基帶濾波功能（帶寬受限）。 我們經(jīng)?？梢钥吹剑陔娫春偷刂g連接著去耦電容，它有三個(gè)方面的作用：一是作為本集成電路的蓄能電容；二是濾除該器件產(chǎn)生的高頻噪聲，切斷其通過供電回路進(jìn)行傳播的通路；三是防止電源攜帶的噪聲對(duì)電路構(gòu)成干擾。 在電子電路中，去耦電容和旁路電容都是起到抗干擾的作用，電容所處的位置不同，稱呼就不一樣了。對(duì)于同一個(gè)電路來說，旁路（bypass）電容是把輸入信號(hào)

22、中的高頻噪聲作為濾除對(duì)象，把前級(jí)攜帶的高頻雜波濾除，而去耦（decoupling）電容也稱退耦電容，是把輸出信號(hào)的干擾作為濾除對(duì)象。在大電容旁并聯(lián)一個(gè)小電容的原因 大電容由于容量大，所以體積一般也比較大，且通常使用多層卷繞的方式制作，這就導(dǎo)致了大電容的分布電感比較大（也叫等效串聯(lián)電感，英文簡(jiǎn)稱ESL）。大家知道，電感對(duì)高頻信號(hào)的阻抗是很大的，所以，大電容的高頻性能不好。而一些小容量電容則剛剛相反，由于容量小，因此體積可以做得很?。s短了引線，就減小了ESL，因?yàn)橐欢螌?dǎo)線也可以看成是一個(gè)電感的），而且常使用平板電容的結(jié)構(gòu)，這樣小容量電容就有很小ESL這樣它就具有了很好的高頻性能，但由于容量小的緣

23、故，對(duì)低頻信號(hào)的阻抗大。所以，如果我們?yōu)榱俗尩皖l、高頻信號(hào)都可以很好的通過，就采用一個(gè)大電容再并上一個(gè)小電容的方式。常使用的小電容為 0.1uF的瓷片電容，當(dāng)頻率更高時(shí)，還可并聯(lián)更小的電容，例如幾pF，幾百pF的。而在數(shù)字電路中，一般要給每個(gè)芯片的電源引腳上并聯(lián)一個(gè)0.1uF的電容到地（這個(gè)電容叫做退耦電容，當(dāng)然也可以理解為電源濾波電容,越靠近芯片越好），因?yàn)樵谶@些地方的信號(hào)主要是高頻信號(hào)，使用較小的電容濾波就可以了=去耦電容的配置 推薦去耦電容不是一般稱的濾波電容,濾波電容指電源系統(tǒng)用的,去藕電容則是分布在器件附近或子電路處主要用于對(duì)付器件自身或外源性噪聲的特殊濾波電容,故有特稱去耦電容,去

24、耦指“去除(噪聲)耦合”之意. 1、去耦電容的一般配置原則 電源輸入端跨接一個(gè)10100uF的電解電容器,如果印制電路板的位置允許,采用100uF以上的電解電容器的抗干擾效果會(huì)更好. 為每個(gè)集成電路芯片配置一個(gè)0.01uF的陶瓷電容器.如遇到印制電路板空間小而裝不下時(shí),可每410個(gè)芯片配置一個(gè)110uF鉭電解電容器,這種器件的高頻阻抗特別小,在500kHz20MHz范圍內(nèi)阻抗小于1,而且漏電流很小(0.5uA以下). 對(duì)于噪聲能力弱、關(guān)斷時(shí)電流變化大的器件和ROM、RAM等存儲(chǔ)型器件,應(yīng)在芯片的電源線(Vcc)和地線(GND)間直接接入去耦電容. 去耦電容的引線不能過長(zhǎng),特別是高頻旁路電容不能

25、帶引線. 在印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時(shí)操作它們時(shí)均會(huì)產(chǎn)生較大火花放電,必須RC 電路來吸收放電電流.一般 R 取 1 2K,C取2.2 47UF. CMOS的輸入阻抗很高,且易受感應(yīng),因此在使用時(shí)對(duì)不用端要接地或接正電源. 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)確定使用高頻低頻中頻三種去耦電容,中頻與低頻去耦電容可根據(jù)器件與PCB功耗決定,可分別選47-1000uF和470-3300uF;高頻電容計(jì)算為: C=P/V*V*F. 每個(gè)集成電路一個(gè)去耦電容.每個(gè)電解電容邊上都要加一個(gè)小的高頻旁路電容. 用大容量的鉭電容或聚酷電容而不用電解電容作電路充放電儲(chǔ)能電容.使用管狀電時(shí),外殼要接地. 由于大部分能量的交換也是主要集中于器件的電源和地引腳,而這些引腳又是獨(dú)立的直接和地電平面相連接的.這樣,電壓的波動(dòng)實(shí)際上主要是由于電流的不合理分布引起.但電流的分布不合理主要是由于大量的過孔和隔離帶造成的.這種情況下的電壓波動(dòng)將主要傳輸和影響到器件的電源和地線引腳上. 為減小集成電路芯片電源上的電壓瞬時(shí)過沖,應(yīng)該為集成電路芯片添加去耦電容.這可以有效