去耦(Decoupling):
用于降低不同部分之间的相互影响。主要目的是防止一个子系统对另一个子系统产生干扰。在电源系统中,使用去耦电容实现。
作用
- 提供瞬态电流支持,当需要瞬间较大电流时,去耦电容快速释放存储电荷,防止电压下降。
- 抑制高频噪声,吸收高频噪声,防止传播到电源线路中。
滤波(Filtering):
从电源中滤除或减小某一范围内的频率成分,通常使用电容和电感实现。
作用
- 消除减小噪声,通过滤波电路去除。
- 平滑直流电压,去除高频和低频波动。
一般情况电源设计中去耦和滤波需要同时考虑
去耦的实质简单解释是:把输出信号中高频成分滤除。
去耦电容作用是满足驱动电路电流变化避免相互耦合干扰。
去耦电容一般为10uF或更大,因为有去耦半径的存在,所以需要就近摆放。
去耦半径:考察噪声源和电容补偿电流的相位关系。当芯片对电流要求发生变化,在局部产生电压扰动,电容要补偿这一扰动必须去感知扰动。因为信号在介质中传播需要一定时间,因此发生扰动到感知扰动将会产生时间上的延迟,同样电容的补偿到达扰动区域也需要时间。这样造成的噪声和补偿之间的相位不一致。所以由此得出:距离越近,相位差越小,补偿能量传递越多。
一般这个距离控制在:λ/40~λ/50之间。所以在有效范文内,去耦电容一定要就近摆放。
电容容值选择:
频率范围 Hz | 电容取值 |
---|---|
100K | 10uF钽电容 |
100K ~ 10M | 0.1uF瓷片电容 |
10M ~ 100M | 0.01uF瓷片电容 |
100M以上 | 0.001uF瓷片电容 |