為什麽總是在電路裏擺兩個0.1uF和0.01uF的電容?
旁路電容(Bypass Capacitor)和去耦電容(Decoupling Capacitor)這兩個概念在電路中是常見的,但是真正理解起來並不容易。
要理解這兩個詞匯,還得回到英文語境中去。
Bypass在英語中有抄小路的意思,在電路中也是這個意思,如下圖所示。

couple在英語中是一對的意思,引申為配對、耦合的意思。如果係統A中的信號引起了係統B中的信號,那麽就說A與B係統出現了耦合現象(Coupling),如下圖所示。而Decoupling就是減弱這種耦合的意思。
電路中的旁路和去耦
如下圖中,直流電源Power給芯片IC供電,在電路中並入了兩個電容。

(1)旁路
如果Power受到了幹擾,一般是頻率比較高的幹擾信號,可能使IC不能正常工作。在靠近Power處並聯一個電容C1,因為電容對直流開路,對交流呈低阻態。頻率較高的幹擾信號通過C1回流到地,本來會經過IC的幹擾信號通過電容抄近路流到了GND。這裏的C1就是旁路電容的作用。
(2)去耦
由於集成電路的工作頻率一般比較高,IC啟動瞬間或者切換工作頻率時,會在供電導線上產生較大的電流波動,這種幹擾信號直接反饋到Power會使其產生波動。在靠近IC的VCC
供電端口並聯一個電容C2,因為電容有儲能作用,可以給IC提供瞬時電流,減弱IC電流波動幹擾對Power的影響。這裏的C2起到了去耦電容的作用。
為什麽要用2個電容
回到本文最開始提到的問題,為什麽要用0.1uF和0.01uF的兩個電容?
電容阻抗和容抗計算公式分別如下:
8581ed70cd564c2f80206bf429b3ab76.png
容抗與頻率和電容值成反比,電容越大、頻率越高則容抗越小。可以簡單理解為電容越大,濾波效果越好。那麽有了0.1uF的電容旁路,再加一個0.01uF的電容不是浪費嗎?
實際上,對一個特定電容,當信號頻率低於其自諧振頻率時呈容性,當信號頻率高於其自諧振頻率時呈感性。當用0.1uF和0.01uF的兩個電容並聯時,相當於拓寬了濾波頻率範圍。(來源:電子產品世界)