電容去耦半徑是什么意思？
電容去耦的一個(gè)重要問題是電容的去耦半徑。大多數(shù)資料中都會(huì)提到電容擺放要盡量靠近芯片，多數(shù)資料都是從減小回路電感的角度來談這個(gè)擺放距離問題。確實(shí)，減小電感是一個(gè)重要原因，但是還有一個(gè)重要的原因大多數(shù)資料都沒有提及，那就是電容去耦半徑問題。如果電容擺放離芯片過遠(yuǎn)，超出了它的去耦半徑，電容將失去它的去耦的作用。
理解去耦半徑最好的辦法就是考察噪聲源和電容補(bǔ)償電流之間的相位關(guān)系。當(dāng)芯片對(duì)電流的需求發(fā)生變化時(shí)，會(huì)在電源平面的一個(gè)很小的局部區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生電壓擾動(dòng)，電容要補(bǔ)償這一電流（或電壓），就必須先感知到這個(gè)電壓擾動(dòng)。信號(hào)在介質(zhì)中傳播需要一定的時(shí)間，因此從發(fā)生局部電壓擾動(dòng)到電容感知到這一擾動(dòng)之間有一個(gè)時(shí)間延遲。同樣，電容的補(bǔ)償電流到達(dá)擾動(dòng)區(qū)也需要一個(gè)延遲。因此必然造成噪聲源和電容補(bǔ)償電流之間的相位上的不一致。
特定的電容，對(duì)與它自諧振頻率相同的噪聲補(bǔ)償效果最好，我們以這個(gè)頻率來衡量這種相位關(guān)系。
例如：0.001uF陶瓷電容，如果安裝到電路板上后總的寄生電感為1.6nH，那么其安裝后的諧振頻率為125.8MHz，諧振周期為7.95ps。假設(shè)信號(hào)在電路板上的傳播速度為166ps/inch，則波長(zhǎng)為47.9英寸。電容去耦半徑為47.9/50=0.958英寸，大約等于2.4厘米。
本例中的電容只能對(duì)它周圍2.4厘米范圍內(nèi)的電源噪聲進(jìn)行補(bǔ)償，即它的去耦半徑2.4厘米。不同的電容，諧振頻率不同，去耦半徑也不同。對(duì)于大電容，因?yàn)槠渲C振頻率很低，對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)非常長(zhǎng)，因而去耦半徑很大，這也是為什么我們不太關(guān)注大電容在電路板上放置位置的原因。對(duì)于小電容，因去耦半徑很小，應(yīng)盡可能的靠近需要去耦的芯片，這正是大多數(shù)資料上都會(huì)反復(fù)強(qiáng)調(diào)的，小電容要盡可能近的靠近芯片放置。
電源濾波電容的選取與計(jì)算：
電感的阻抗與頻率成正比，電容的阻抗與頻率成反比。所以，電感可以阻扼高頻通過，電容可以阻扼低頻通過。二者適當(dāng)組合，就可過濾各種頻率信號(hào)。如在整流電路中，將電容并在負(fù)載上或?qū)㈦姼写?lián)在負(fù)載上，可濾去交流紋波。電容濾波屬電壓濾波，是直接儲(chǔ)存脈動(dòng)電壓來平滑輸出電壓，輸出電壓高，接近交流電壓峰值；適用于小電流，電流越小濾波效果越好。
電感濾波屬電流濾波，是靠通過電流產(chǎn)生電磁感應(yīng)來平滑輸出電流，輸出電壓低，低于交流電壓有效值；適用于大電流，電流越大濾波效果越好。電容和電感的很多特性是恰恰相反的。
一般情況下，電解電容的作用是過濾掉電流中的低頻信號(hào)，但即使是低頻信號(hào)，其頻率也分為了好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。因此為了適合在不同頻率下使用，電解電容也分為高頻電容和低頻電容（這里的高頻是相對(duì)而言）。
低頻濾波電容主要用于市電濾波或變壓器整流后的濾波，其工作頻率與市電一致為50Hz；而高頻濾波電容主要工作在開關(guān)電源整流后的濾波，其工作頻率為幾千Hz到幾萬Hz。當(dāng)我們將低頻濾波電容用于高頻電路時(shí)，由于低頻濾波電容高頻特性不好，它在高頻充放電時(shí)內(nèi)阻較大，等效電感較高。因此在使用中會(huì)因電解液的頻繁極化而產(chǎn)生較大的熱量。而較高的溫度將使電容內(nèi)部的電解液氣化，電容內(nèi)壓力升高，最終導(dǎo)致電容的鼓包和爆裂。
電源濾波電容的大小，平時(shí)做設(shè)計(jì)，前級(jí)用4.7u，用于濾低頻，二級(jí)用0.1u，用于濾高頻，4.7uF的電容作用是減小輸出脈動(dòng)和低頻干擾，0.1uF的電容應(yīng)該是減小由于負(fù)載電流瞬時(shí)變化引起的高頻干擾。一般前面那個(gè)越大越好，兩個(gè)電容值相差大概100倍左右。電源濾波，開關(guān)電源，要看你的ESR（電容的等效串聯(lián)電阻）有多大，而高頻電容的選擇最好在其自諧振頻率上。大電容是防止浪涌，機(jī)理就好比大水庫防洪能力更強(qiáng)一樣；小電容濾高頻干擾，任何器件都可以等效成一個(gè)電阻、電感、電容的串并聯(lián)電路，也就有了自諧振，只有在這個(gè)自諧振頻率上，等效電阻最小，所以濾波最好！
電容的等效模型為一電感Ｌ，一電阻Ｒ和電容Ｃ的串聯(lián)，
電感Ｌ為電容引線所至，電阻Ｒ代表電容的有功功率損耗，電容Ｃ。
因而可等效為串聯(lián)ＬＣ回路求其諧振頻率，串聯(lián)諧振的條件為WL=1/WC，W=2*PI*f，從而得到此式子f = 1/（2pi* LC）。，串聯(lián)ＬＣ回路中心頻率處電抗最小表現(xiàn)為純電阻，所以中心頻率處起到濾波效果。引線電感的大小因其粗細(xì)長(zhǎng)短而不同，接地電容的電感一般是１ＭＭ為10nＨ左右，取決于需要接地的頻率。
采用電容濾波設(shè)計(jì)需要考慮參數(shù)：
ESR
ESL
耐壓值
諧振頻率
那么如何選取電源濾波電容呢？
電源濾波電容如何選取，掌握其精髓與方法，其實(shí)也不難
1）、理論上理想的電容其阻抗隨頻率的增加而減少（1/jwc），但由于電容兩端引腳的電感效應(yīng)，這時(shí)電容應(yīng)該看成是一個(gè)LC串連諧振電路，自諧振頻率即器件的FSR參數(shù)，這表示頻率大于FSR值時(shí)，電容變成了一個(gè)電感，如果電容對(duì)地濾波，當(dāng)頻率超出FSR后，對(duì)干擾的抑制就大打折扣，所以需要一個(gè)較小的電容并聯(lián)對(duì)地。原因在于小電容，SFR值大，對(duì)高頻信號(hào)提供了一個(gè)對(duì)地通路，
所以在電源濾波電路中我們常常這樣理解：大電容濾低頻，小電容濾高頻，根本的原因在于SFR（自諧振頻率）值不同，想想為什么？如果從這個(gè)角度想，也就可以理解為什么電源濾波中電容對(duì)地腳為什么要盡可能靠近地了。
2）、那么在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，我們常常會(huì)有疑問，我怎么知道電容的SFR是多少？就算我知道SFR值，
我如何選取不同SFR值的電容值呢？是選取一個(gè)電容還是兩個(gè)電容？
電容的SFR值和電容值有關(guān)，和電容的引腳電感有關(guān)，所以相同容值的0402，0603，或直插式電容的SFR值也不會(huì)相同，當(dāng)然獲取SFR值的途徑有兩個(gè)：1）器件Data sheet，如22pf0402電容的SFR值在2G左右， 2）通過網(wǎng)絡(luò)分析儀直接量測(cè)其自諧振頻率，想想如何測(cè)量S21？
知道了電容的SFR值后，用軟件仿真，如RFsim99，選一個(gè)或兩個(gè)電路在于你所供電電路的工作頻帶是否有足夠的噪聲抑制比。仿真完后，那就是實(shí)際電路試驗(yàn)，如調(diào)試手機(jī)接收靈敏度時(shí)，LNA的電源濾波是關(guān)鍵，好的電源濾波往往可以改善幾個(gè)dB。
電容的本質(zhì)是通交流，隔直流，理論上說電源濾波用電容越大越好。但由于引線和PCB布線原因，實(shí)際上電容是電感和電容的并聯(lián)電路，（還有電容本身的電阻，有時(shí)也不可忽略）這就引入了諧振頻率的概念：ω=1/（LC）1/2
在諧振頻率以下電容呈容性，諧振頻率以上電容呈感性。因而一般大電容濾低頻波，小電容濾高頻波。
這也能解釋為什么同樣容值的STM封裝的電容濾波頻率比DIP封裝更高。
至于到底用多大的電容，這是一個(gè)參考電容諧振頻率
電容值 DIP （MHz） STM （MHz）
1.0μF 2.5 5
0.1μF 8 16
0.01μF 25 50
1000pF 80 160
100 pF 250 500
10 pF 800 1.6（GHz）
不過僅僅是參考而已，老工程師說主要靠經(jīng)驗(yàn)。
更可靠的做法是將一大一小兩個(gè)電容并聯(lián)，
一般要求相差兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上，以獲得更大的濾波頻段。
文章來源：http：//blog.sina.com.cn/s/blog_545edca401000ax6.html
我看了這篇文章，也做個(gè)粗略的總結(jié)吧：
1.電容對(duì)地濾波，需要一個(gè)較小的電容并聯(lián)對(duì)地，對(duì)高頻信號(hào)提供了一個(gè)對(duì)地通路。
2.電源濾波中電容對(duì)地腳要盡可能靠近地。
3.理論上說電源濾波用電容越大越好，一般大電容濾低頻波，小電容濾高頻波。
4.可靠的做法是將一大一小兩個(gè)電容并聯(lián)，一般要求相差兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上，以獲得更大的濾波頻段。
濾波電容的選取原則
經(jīng)過整流橋以后的是脈動(dòng)直流，波動(dòng)范圍很大。后面一般用大小兩個(gè)電容；
大電容用來穩(wěn)定輸出，眾所周知電容兩端電壓不能突變，因此可以使輸出平滑；
小電容是用來濾除高頻干擾的，使輸出電壓純凈；
電容越小，諧振頻率越高，可濾除的干擾頻率越高；
容量選擇：
?。?）大電容，負(fù)載越重，吸收電流的能力越強(qiáng)，這個(gè)大電容的容量就要越大
（2）小電容，憑經(jīng)驗(yàn)，一般104即可
2.別人的經(jīng)驗(yàn)（來自互聯(lián)網(wǎng)）
1、電容對(duì)地濾波，需要一個(gè)較小的電容并聯(lián)對(duì)地，對(duì)高頻信號(hào)提供了一個(gè)對(duì)地通路。
2、電源濾波中電容對(duì)地腳要盡可能靠近地。
3、理論上說電源濾波用電容越大越好，一般大電容濾低頻波，小電容濾高頻波。
4、可靠的做法是將一大一小兩個(gè)電容并聯(lián)，一般要求相差兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上，以獲得更大的濾波頻段。
具體案例： AC220-9V再經(jīng)過全橋整流后，需加的濾波電容是多大的？ 再經(jīng)78LM05后需加的電容又是多大？
前者電容耐壓應(yīng)大于15V，電容容量應(yīng)大于2000微發(fā)以上。 后者電容耐壓應(yīng)大于9V，容量應(yīng)大于220微發(fā)以上。
2.有一電容濾波的單相橋式整流電路，輸出電壓為24V，電流為500mA，要求：
（1）選擇整流二極管；
（2）選擇濾波電容；
?。?）另：電容濾波是降壓還是增壓？
?。?）因?yàn)闃蚴绞侨?，所以每個(gè)二極管電流只要達(dá)到負(fù)載電流的一半就行了，所以二極管最大電流要大于250mA；電容濾波式橋式整流的輸出電壓等于輸入交流電壓有效值的1.2倍，所以你的電路輸入的交流電壓有效值應(yīng)是20V，而二極管承受的最大反壓是這個(gè)電壓的根號(hào)2倍，所以，二極管耐壓應(yīng)大于28.2V。
?。?）選取濾波電容：1、電壓大于28.2V；2、求C的大小：公式RC≥（3--5）×0.1秒，本題中R=24V/0.5A=48歐
所以可得出C≥（0.00625--0.0104）F，即C的值應(yīng)大于6250μF。
?。?）電容濾波是升高電壓。
濾波電容的選用原則
在電源設(shè)計(jì)中，濾波電容的選取原則是： C≥2.5T/R
其中： C為濾波電容，單位為UF;
T為頻率， 單位為Hz
R為負(fù)載電阻，單位為Ω
當(dāng)然，這只是一般的選用原則，在實(shí)際的應(yīng)用中，如條件（空間和成本）允許，都選取C≥5T/R。
3.濾波電容的大小的選取
PCB制版電容選擇
印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時(shí)。操作它們時(shí)均會(huì)產(chǎn)生較大火花放電，必須采用RC吸收電路來吸收放電電流。一般R取1~2kΩ，C取2.2~4.7μF。
一般的10PF左右的電容用來濾除高頻的干擾信號(hào)，0.1UF左右的用來濾除低頻的紋波干擾，還可以起到穩(wěn)壓的作用濾波電容具體選擇什么容值要取決于你PCB上主要的工作頻率和可能對(duì)系統(tǒng)造成影響的諧波頻率，可以查一下相關(guān)廠商的電容資料或者參考廠商提供的資料庫軟件，根據(jù)具體的需要選擇。至于個(gè)數(shù)就不一定了，看你的具體需要了，多加一兩個(gè)也挺好的，暫時(shí)沒用的可以先不貼，根據(jù)實(shí)際的調(diào)試情況再選擇容值。如果你PCB上主要工作頻率比較低的話，加兩個(gè)電容就可以了，一個(gè)慮除紋波，一個(gè)慮除高頻信號(hào)。如果會(huì)出現(xiàn)比較大的瞬時(shí)電流，建議再加一個(gè)比較大的鉭電容。
其實(shí)濾波應(yīng)該也包含兩個(gè)方面，也就是各位所說的大容值和小容值的，就是去耦和旁路。原理我就不說了，實(shí)用點(diǎn)的，一般數(shù)字電路去耦0.1uF即可，用于10M以下；20M以上用1到10個(gè)uF，去除高頻噪聲好些，大概按C=1/f 。旁路一般就比較的小了，一般根據(jù)諧振頻率一般為0.1或0.01uF。
說到電容，各種各樣的叫法就會(huì)讓人頭暈?zāi)垦＃月冯娙?，去耦電容，濾波電容等等，其實(shí)無論如何稱呼，它的原理都是一樣的，即利用對(duì)交流信號(hào)呈現(xiàn)低阻抗的特性，這一點(diǎn)可以通過電容的等效阻抗公式看出來：Xcap=1/2лfC，工作頻率越高，電容值越大則電容的阻抗越小。
在電路中，如果電容起的主要作用是給交流信號(hào)提供低阻抗的通路，就稱為旁路電容；如果主要是為了增加電源和地的交流耦合，減少交流信號(hào)對(duì)電源的影響，就可以稱為去耦電容；如果用于濾波電路中，那么又可以稱為濾波電容；除此以外，對(duì)于直流電壓，電容器還可作為電路儲(chǔ)能，利用沖放電起到電池的作用。而實(shí)際情況中，往往電容的作用是多方面的，我們大可不必花太多的心思考慮如何定義。本文里，我們統(tǒng)一把這些應(yīng)用于高速PCB設(shè)計(jì)中的電容都稱為旁路電容。
電容的本質(zhì)是通交流，隔直流，理論上說電源濾波用電容越大越好。
但由于引線和PCB布線原因，實(shí)際上電容是電感和電容的并聯(lián)電路，（還有電容本身的電阻，有時(shí)也不可忽略）
這就引入了諧振頻率的概念：ω=1/（LC）1/2
在諧振頻率以下電容呈容性，諧振頻率以上電容呈感性。
因而一般大電容濾低頻波，小電容濾高頻波。
這也能解釋為什么同樣容值的STM封裝的電容濾波頻率比DIP封裝更高。
至于到底用多大的電容，這是一個(gè)參考。
電容諧振頻率
電容值 DIP （MHz） STM （MHz）
1.0μF 2.5 5
0.1μF 8 16
0.01μF 25 50
1000pF 80 160
100 pF 250 500
10 pF 800 1.6（GHz）
不過僅僅是參考而已，用老工程師的話說——主要靠經(jīng)驗(yàn)。
更可靠的做法是將一大一小兩個(gè)電容并聯(lián)，
一般要求相差兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上，以獲得更大的濾波頻段。
一般來講，大電容濾除低頻波，小電容濾除高頻波。電容值和你要濾除頻率的平方成反比。
具體電容的選擇可以用公式C=4Pi*Pi /（R * f * f ）
電源濾波電容如何選取，掌握其精髓與方法，其實(shí)也不難。
1）理論上理想的電容其阻抗隨頻率的增加而減少（1/jwc），但由于電容兩端引腳的電感效應(yīng)，這時(shí)電容應(yīng)該看成是一個(gè)LC串連諧振電路，自諧振頻率即器件的FSR參數(shù)，這表示頻率大于FSR值時(shí)，電容變成了一個(gè)電感，如果電容對(duì)地濾波，當(dāng)頻率超出FSR后，對(duì)干擾的抑制就大打折扣，所以需要一個(gè)較小的電容并聯(lián)對(duì)地，可以想想為什么？
原因在于小電容，SFR值大，對(duì)高頻信號(hào)提供了一個(gè)對(duì)地通路，所以在電源濾波電路中我們常常這樣理解：大電容慮低頻，小電容慮高頻，根本的原因在于SFR（自諧振頻率）值不同，當(dāng)然也可以想想為什么？如果從這個(gè)角度想，也就可以理解為什么電源濾波中電容對(duì)地腳為什么要盡可能靠近地了。
2）那么在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，我們常常會(huì)有疑問，我怎么知道電容的SFR是多少？就算我知道SFR值，我如何選取不同SFR值的電容值呢？是選取一個(gè)電容還是兩個(gè)電容？電容的SFR值和電容值有關(guān)，和電容的引腳電感有關(guān)，所以相同容值的0402，0603，或直插式電容的SFR值也不會(huì)相同，當(dāng)然獲取SFR值的途徑有兩個(gè)，1）器件Data sheet，如22pf0402電容的SFR值在2G左右， 2）通過網(wǎng)絡(luò)分析儀直接量測(cè)其自諧振頻率，想想如何量測(cè)？S21？
知道了電容的SFR值后，用軟件仿真，如RFsim99，選一個(gè)或兩個(gè)電路在于你所供電電路的工作頻帶是否有足夠的噪聲抑制比。仿真完后，那就是實(shí)際電路試驗(yàn)，如調(diào)試手機(jī)接收靈敏度時(shí)，LNA的電源濾波是關(guān)鍵，好的電源濾波往往可以改善幾個(gè)dB.
濾波電容的選取與計(jì)算
從網(wǎng)上看有兩種工程常用的計(jì)算方法：（參考，感覺有些道理）
一，當(dāng)要求不是很精確的話，可以根據(jù)負(fù)載計(jì)算，每mA，2uf.
二，按RC時(shí)間常數(shù)近似等于3~5倍電源半周期估算。給出一例：
負(fù)載情況：直流1A，12V。其等效負(fù)載電阻12歐姆。
橋式整流：
RC = 3 （T/2）
C = 3 （T/2） / R = 3 x （0.02 / 2 ） / 12 = 2500 （μF）
工程中可取2200 μF，因?yàn)闆]有2500 μF這一規(guī)格。若希望紋波小些，按5倍取。這里，T是電源的周期，50HZ時(shí)，T = 0.02 秒。
全波整流結(jié)果一樣，但半波整流時(shí)，時(shí)間常數(shù)加倍。
根據(jù)全波整流波形，可以看出，輸出電壓的平滑與電容充放電時(shí)間和信號(hào)的頻率有關(guān)系，當(dāng)信號(hào)的頻率增大時(shí)，輸出電壓的波動(dòng)就分變大，可以改變?yōu)V波電容的大小來改變充放電時(shí)間，使波動(dòng)減小。這也反應(yīng)了上述濾波電容的計(jì)算關(guān)系。理論上濾波電容越大濾波效果越好，輸出電壓就越平滑，但在電路接通的瞬間，電路中所產(chǎn)生的沖擊電流因素卻不能被忽略，這是因?yàn)?，幾乎所有?a target="_blank">電子元器件都有其可以通過的最大電流值，所以，在選擇電子元器件時(shí)，必須考慮沖擊電流所帶來的流過相關(guān)元器件瞬間電流的最大值，沖擊電流越大，對(duì)電子元器件的要求就越高，電路的成本就會(huì)提高。