设计电路时怎么选取滤波电容？

在很多场合，我们都会看到一个现象：集成芯片的电源端接了一个或多个电容到地。

这种电容叫做退耦电容，也可以叫做滤波电容，这个没有严格的区分。作用是为了去除电源端的的干扰和电源噪声，很多芯片对电源的要求是很高的，如果你电源端都是不稳定的或者带来了额外的噪声，那芯片的功能务必会受到很大的影响。

那我们在设计电路的时候该怎么选取滤波电容呢？

原理

我们实际用的电容并不是理想的电容，我们用到的电容可以用上图的模型来代替：电阻（ESR）、电感（ESL）和电容C串联的电路形式。这样我们就可以得出一个电容的实际阻抗表达式：

Z（阻抗）：Z=R（电阻）+jX（电抗）

X=wL-1/wC

XL=JwL

XC=1/jwC

下面，我们分两种情况来讨论下这个看上去比较复杂的表达式

1.高频（w很大）时，容抗（1/jwC）就趋近于0，但是感抗jwL会很大，这就导致了电容在高频的时候不再是电容了，它相当于一个电阻和一个很大的电感的串联，这样就会产生很大的阻抗Z，会对我们的高频信号产生很大的阻挡，高频信号就会被阻挡在外面过不去。

这时候我们得想个办法，如何能让高频信号过去呢？我们仔细看我们的Z阻抗表达式，我们发现高频信号过不去最主要的原因就是电感这个哥们太调皮了，竟敢一个人挡着我们的去路。所以，我们得叫一个帮手来帮助我们抵抗电感。我们将感抗（1/jwC）增大，因为它与感抗是一个减法关系（死对头）。感抗一增大，（jwL-j/wC）就会减小，Z就会减小。我们的高频信号就可以比较轻松的通过了。我们如何来增大感抗？减小C，j/wC就会增大。这样，我们就可以得出一个结论：小电容可以让我们的高频信号更轻松的通过！所以，在电源滤波中，小电容是用来滤除高频信号的。为什么说是滤除？因为高频信号都从电容上流向大地了，这样高频信号就不会对我的电源造成干扰，就可以成功地让电源保持稳定。

2.低频时（w较小时），感抗（jwL）就会变得很小，此时1/jwC就会变得很大，同样，它也造成了我们的阻抗Z变得很大，我们的低频信号就被阻挡了。分析方法同1是类似的，我们的目的就是减小阻抗，尽量让Z=ESR。这里与上面稍微有点不同，看感抗的表达式（XL=jwL），我们不能对它做什么，L是与工艺有关的，是一个固定的值。所以此时，我们就要去减小容（j/wC）。增大C，C就是你电容的值，它是可以改变的。所以，我们得出结论：大电容可以让低频信号更轻松地通过！所以，大电容滤除低频。

由于我们的电源是直流电（w=0），由于容抗j/wC会变得无穷大，所以直流电就通过不了电容，就可以稳稳当当地供给我们的芯片了。在实际应用中，为了由更好的频率范围，我们会用一个大电容和小电容并联的组合（两者之间的数量级一般至少是100以上）。

电容取值

每种电容都有自己的V型曲线（不同的滤波范围），有兴趣的朋友可以去看一下V型曲线。

下图是电容取值的参考值：

我刚开始的时候，也不懂为什么电容要这么取，我问过很多人，他们多说这是经验，你多试试，达不到你要求，你就换电容嘛！我想说的是，实践才是检验真理的唯一标准！