电容有以下四个功能:储能、滤波、旁路和去耦:
1.储能:类似于屋顶水箱,当我们处于用水高峰期,自来水管供水不足的时候,这个时候水箱就会发挥重要作用,满足我们的用水需求。同样,当后期负载需要大电流时,电容本来就是储能介质,此时它也作为电源为负载提供电流;
2.滤波:个人认为这里指的是滤波:滤除电源输出电压的纹波。电容储能的原理是:当整流电压高于电容电压时,电容充电,当整流电压低于电容电压时,电容放电;在充放电过程中,输出电压基本稳定。常用的场景包括交流/DC整流级,DC/DC SW引脚会并联多个大电容。
3.旁路:如果以IC为研究对象,旁路就是滤除前置电源携带的高频噪声。由于DC/DC可以通过控制MOS晶体管的通断来稳定电压,所以输出电源会携带较大的开关噪声。因为旁路电容滤除了高频噪声,所以电容的电容会比较小,一般是10nF,100nF等。
4.去耦:当数字电路的状态发生变化时,电源线上会产生峰值电流,形成瞬态噪声电压,影响前级的正常工作。这就是耦合。去耦电容充当电池,满足驱动电路电流的变化,避免相互耦合干扰。因此,在cpu的每个电源引脚上并联一个电容。一般单个引脚需要100nF,一个IC的电源需要10uF,相差两个数量级(100倍);
总结:个人认为旁路和解耦是一回事,只是过滤对象不同。它们都使用打开和关闭DC 以提供噪声的低阻抗放电电路,并减少噪声对DC信号的干扰。
标签:电容电压噪声