我们先来了解一下去耦和旁路的区别。
- 旁路电容,也叫bypass,是把输入信号中的高频成分作为滤除对象。
- 去耦电容,也叫decoupling,也称退耦电容,是把输出信号的干扰作为滤除对象。
旁路一般位于信号输入端,去耦一般位于信号输出端。
所以旁路电容滤除的是前级电源的干扰,一般是滤除高频噪声,在输入电源管脚上加小容值电容,一般是0.1uF。
去耦电容是滤除的是输出级的干扰,因为输出级肯定是作为了下一级的输入。
去耦电容的第一个作用和旁路是一样的,高频滤波;第二是充当储能电容,在负载所需电流突然增大时提供电能,满足驱动电路的电流变化,电容越大,储能越多,在一定范围内,满足负载电流变化更有效。
说完了去耦和旁路,来到正题,电容的去耦半径。
先记一下理论:小容值电容去耦路径短,所以一般摆放靠近IC,否则起不到去耦效果;大容值电容去耦路径长,摆放位置相对宽松一些。所以输入电源,一般是先经过大电容,再经过小电容,再进入IC芯片。
我画了一个简图,来帮助理解大小电容的摆放位置,你会发现,A和C处的两个电容都是小电容靠近IC,但是B处是大电容靠近IC,这是为什么呢?
首先要明白,A和C处两个电容都是旁路电容,B处的两个电容是去耦电容(滤波加储能作用)。
其次芯片A是电源芯片,它的输出相对于B处的1uF电容来说,就是输入,所以先经过1uF,再经过0.1uF,也是没有问题的。
最后,B处两个电容也作为储能电容,回路往往伴随较大的纹波电流,且会在电容的ESR上产生大量的热,同时形成纹波电压。所以靠近电源芯片的电容会流过更大的纹波电流,如果把小电容靠近电源芯片输出,容易出问题。
所以对电源芯片总结就是:输入电源先大后小(小的靠近电源IC),输出电源也是先大后小(大的靠近电源IC)。
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