電磁幹擾（rǎo）與去耦電容的作用

電路的設計中存在很多（duō） 電磁幹擾（rǎo）（EMI） 問題， 去耦電容 的應用場景（jǐng）就是減小電（diàn）磁幹（gàn）擾，這一過程衍生出了另一個概念—— 電（diàn）磁（cí）兼（jiān）容（EMC） 。

電磁幹擾（EMI）的例子？

1、靜電放電（ESD）

冬天的時候，尤其是空氣比較幹燥的內陸（lù）城市，很多朋友（yǒu）都有這樣（yàng）的經曆，手觸（chù）碰到電腦外殼、鐵櫃子等物（wù）品的時候會被電擊，這就（jiù）是 靜電放（fàng）電現象 ，也（yě）稱之為 ESD 。

2、快（kuài）速瞬間群脈衝（EFT）

不知道有（yǒu）沒有同學有這（zhè）樣的經曆，早期我們使用電鑽這種電機設備，並且同時在聽收（shōu）音機或者看電視的時候，收音機或者電視會出現雜音，這就（jiù）是 快速瞬間群脈衝 的效果，也稱之為 EFT 。

3、浪湧（Surge）

以前的老電腦，有（yǒu）的性（xìng）能不是很好，帶電熱插拔優（yōu）盤、移動硬（yìng）盤等外圍設備的時候，內部會產生一個百萬分之一秒的電源切換，直接導致（zhì）電腦出（chū）現藍屏或者（zhě）重啟現象，就是熱插拔的 浪（làng）湧效果，稱之為 Surge 。

電（diàn）磁（cí）幹擾（rǎo）的（de）內容有很多，我們這裏不能一一列舉，但是有些內容非常重要。這些問題不要認為是小問題，比如（rú）一個簡單的靜電放電，我們用手能感覺到的靜電（diàn），可能已經達到3KV以上了。

如果用眼睛能看得到的，至少是5KV了，隻是因（yīn）為這個電壓（yā）雖然很高，能量卻（què）非常小，持續的時間非常短（duǎn），因此不會對人體（tǐ）造成傷害。但（dàn）是我們應用的這些半導體元器件就不一樣了，一旦瞬間電（diàn）壓過高（gāo），就有可能造（zào）成（chéng）器件的損（sǔn）壞。

去耦電容（róng）的概念

去耦電容 是電路中裝設在元件的電源端的電容，此電容可以提供較穩定的電源，同（tóng）時也可（kě）以降（jiàng）低元件耦合（hé）到電源端的噪聲，間接可以減少其他元件受此元件噪聲的影響。

在電子電（diàn）路中， 去耦電容和旁路電容都是起到抗幹擾的（de）作用 ，電（diàn）容所處（chù）的（de）位置不同，稱呼就不一樣了。對於同一個電路來說，旁路（bypass）電容是把輸入信（xìn）號中（zhōng）的高頻噪聲作為濾除對象（xiàng），把前級攜帶的高頻雜波濾除，而去耦（decoupling）電容（róng）也稱退耦電容，是把輸（shū）出信號的（de）幹擾作為濾除對象。

去（qù）耦電容的應用

首先（xiān）看下圖USB 接（jiē）口和供電電路 ：

左邊這個（gè）電路，過了保險絲（sī）以後，接了一個470uF的電容C16，右邊這個電路，經過開關後，接了一個100uF的電容C19，並且並聯了一個0.1uF 的電容C10。其中（zhōng）C16和C19起到的作用（yòng）是一樣的，C10的作用和他們兩個不一樣，我們先來介紹這2個大一（yī）點的電容（róng）。

1、大容值電容的作用（yòng）

容值比較大的電容，理論上可以（yǐ）理解成水缸（gāng）或者（zhě）水池子，同時，大家可以直接（jiē）把電流理解成水流，其實大自然萬物的原理都（dōu）是類似的。

【作用一】緩衝作用。當上電（diàn）的瞬間（jiān），電流從電源處流下來的時候（hòu），不（bú）穩定，容易（yì）衝擊電子器件，加個電（diàn）容可以起到（dào）緩衝作用。就如同我們直接用水龍頭的水澆地，容易（yì）衝壞（huài）花花草草。我們隻需要在水龍頭處加個水池，讓水經過水池後再緩慢流進草地，就不會衝（chōng）壞（huài）花草，起到（dào）有效的保護作用。

【作用二】穩（wěn）定作（zuò）用。我們的一整（zhěng）套電路，後級電子器件的功（gōng）率大小都不一樣，而器件正常（cháng）工作的時候，所需電（diàn）流（liú）的大小也不是一成不變的。比如後級有個器件還沒有工作（zuò）的時候，電（diàn）流消耗是100mA，突然它（tā）參與工（gōng）作了，電流猛的增大（dà）到了150mA，這個（gè）時候如（rú）果（guǒ）沒有一個水缸的話，電路中的電壓（水位）就會直接突然下降，比如我們（men）的5V電壓突然降低（dī）到3V了。

而我們係統中有些電子元（yuán）器件，必須高於一定的電壓（yā）才能正常工作，電壓太低就直接不工作了，這個時候水缸就必.不.可.少了。電容會在這（zhè）個時候把存儲在裏邊的（de）電（diàn）量釋放一下，穩定電壓，當然（rán），隨後前級的電流會及時把（bǎ）水（shuǐ）缸充滿的。

有了這個電容，可以說（shuō）我們的電壓和電流就會很穩定了，不會（huì）產生大的（de）波動（dòng）。這種電（diàn）容常用的有如圖3-2、圖3-3、圖3-4 所示三種：

這三種電容是最.常.用的三（sān）種，其中第（dì）一種個頭大，占空間大，單位容量價.格.最.便.宜，第二種和（hé）第三種個（gè）頭小，占空間小，性能一般也略好於第一種，但是價（jià）格也貴不少。當然，除了價（jià）格，還有一些特殊（shū）參數，在通信要求高的場合（hé）也要考慮很多。

2、電容的選取

第一（yī）個參數是耐壓值的考慮。我們用的是5V係統，電容的耐壓值要高（gāo）於5V，一般（bān）1.5倍到2倍即（jí）可，有些場合稍微再高點也可以。

第二個參數是電容容值，這個就需要根據經驗來選取了，選取的時候，要看這個電容起作（zuò）用的整套係統的功率消耗（hào）情況，如果係統耗（hào）電較大，波動（dòng）可能比較大（dà），那麽容值就要選大一些，反（fǎn）之可以（yǐ）小一些。

3、小容值電容的作用

我們再來看圖3-1中的另一種電（diàn）容C10，它（tā）容值較小，是0.1uF，也就是 100nF，是用來濾除高頻信（xìn）號幹擾的。比如ESD，EFT等。我們初中學過電容的特性——可以通（tōng）交流隔（gé）直（zhí）流，但是電容的（de）參數對不同頻率段的幹擾的（de）作用是不（bú）一樣的（de）。

這個100nF的電容，是我們的前輩根據幹擾的頻率段（duàn），根據板（bǎn）子的參（cān）數，根據電（diàn）容本身的參數所總結出（chū）來（lái）的（de）一個值。也就是說，以（yǐ）後大（dà）家在設（shè）計數字電路的時（shí）候，在電（diàn）源處的去耦（ǒu）高頻電容，直接用這個 0.1uF就可以了，不需要再去計算和考量（liàng）太多。

4、其他注意事項

在所有的IC器件的VCC和GND之間，都放一個0.1uF的高頻去耦電容，特別在布板的時候，這個0.1uF電容要盡可能的靠近IC，盡量很順利的與這個 IC的VCC和GND連（lián）到一起。