1、 為什么理論上小電容濾高頻信號(hào)，大電容濾低頻信號(hào)？

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這里先打一個(gè)通俗易懂的比方：所謂電容，顧名思義就是一個(gè)電子容納器件，不妨設(shè)想其為一個(gè)水槽。水槽越小就越容易被流動(dòng)的水(電子流)填滿，填滿之后就一直保持當(dāng)前水位了，所以對(duì)小的波動(dòng)很靈敏。而大電容因?yàn)槿萘看螅瑯拥娜绻畨阂粯拥那闆r下，要填很久，所以一些小的波瀾并不會(huì)產(chǎn)生什么影響，所以需要長時(shí)間的注水

再說上面的問題，該結(jié)論在滿足一定條件時(shí)（相同電阻情況下）是成立的，正如我們所知，比較大的電容一般都為電解電容（鋁電解&鉭電解），電容本身的容值會(huì)隨著頻率的變化而逐步發(fā)生變化。一般電容的標(biāo)稱容值為100Hz條件下測量得到，它的容值隨著頻率增加而不斷下降，當(dāng)頻率高到一定值后，信號(hào)也就不會(huì)得到濾除了；對(duì)于小電容而言，當(dāng)有低頻信號(hào)通過時(shí)，容抗特別大，就會(huì)呈現(xiàn)基本斷路的現(xiàn)象。

當(dāng)然萬事不是絕對(duì)，也有大電容具備比較好的高頻特性，AVX就有該特性。

在挑選電容的時(shí)候，除了電容容量需要注意，ESR也是一個(gè)相當(dāng)重要的參數(shù)，因?yàn)樵搮?shù)決定了該電容的正常工作頻譜范圍。當(dāng)然如果必須使用大電容（大功率場景）進(jìn)行高頻率波，那就將多個(gè)電容進(jìn)行并聯(lián)從而實(shí)現(xiàn)高頻情況下容值降低的補(bǔ)償。

2、 旁路電容和去耦電容的區(qū)別

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一般而言在一個(gè)電路中，總是存在驅(qū)動(dòng)源和被驅(qū)動(dòng)負(fù)載。如果負(fù)載電容比較大，驅(qū)動(dòng)電路要把電容充電、放電，才能完成信號(hào)的跳變，在上升沿比較陡峭的時(shí)候，電流比較大，這樣驅(qū)動(dòng)的電流就會(huì)吸收很大的電源電流，由于電路中的電感，電阻(特別是芯片管腳上的電感，會(huì)產(chǎn)生反彈)，這種電流相對(duì)于正常情況來說實(shí)際上就是一種噪聲，會(huì)影響前級(jí)的正常工作---這就是耦合。去耦電容就是起到一個(gè)電池的作用，滿足驅(qū)動(dòng)電路電流的變化，避免相互間的耦合干擾。

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旁路電容實(shí)際也是去耦合的，只是旁路電容一般是指高頻旁路，也就是給高頻的開關(guān)噪聲提高一條低阻抗泄防途徑。高頻旁路電容一般比較小，根據(jù)諧振頻率一般是0.1u，0.01u等，而去耦合電容一般比較大，是10u或者更大，依據(jù)電路中分布參數(shù)，以及驅(qū)動(dòng)電流的變化大小來確定。

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去耦和旁路都可以看作濾波。去耦電容相當(dāng)于電池，避免由于電流的突變而使電壓下降，相當(dāng)于濾紋波。具體容值可以根據(jù)電流的大小、期望的紋波大小、作用時(shí)間的大小來計(jì)算。去耦電容一般都很大，對(duì)更高頻率的噪聲，基本無效。旁路電容就是針對(duì)高頻來的，也就是利用了電容的頻率阻抗特性。電容一般都可以看成一個(gè)RLC串聯(lián)模型。在某個(gè)頻率，會(huì)發(fā)生諧振，此時(shí)電容的阻抗就等于其ESR。如果看電容的頻率阻抗曲線圖，就會(huì)發(fā)現(xiàn)一般都是一個(gè)V形的曲線。具體曲線與電容的介質(zhì)有關(guān)，所以選擇旁路電容還要考慮電容的介質(zhì)，一個(gè)比較保險(xiǎn)的方法就是多并幾個(gè)電容。

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一般提到去耦的人，也會(huì)問到旁路，他們兩個(gè)的區(qū)別是什么，可以說清楚，但是卻沒有嚴(yán)格的區(qū)分。

什么是旁路？旁路(Bypass)，是指給信號(hào)中的某些有害部分提供一條低阻抗的通路。電源中高頻干擾是典型的無用成分，需要將其在進(jìn)入目標(biāo)芯片之前提前干掉，一般我們采用電容到達(dá)該目的。用于該目的的電容就是所謂的旁路電容(Bypass Capacitor)，它利用了電容的頻率阻抗特性(理想電容的頻率特性隨頻率的升高，阻抗降低，這個(gè)地球人都知道)，可以看出旁路電容主要針對(duì)高頻干擾(高是相對(duì)的，一般認(rèn)為20MHz以上為高頻干擾，20MHz以下為低頻紋波)。

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什么是退耦？退耦(Decouple)， 最早用于多級(jí)電路中，為保證前后級(jí)間傳遞信號(hào)而不互相影響各級(jí)靜態(tài)工作點(diǎn)的而采取的措施。在電源中退耦表示，當(dāng)芯片內(nèi)部進(jìn)行開關(guān)動(dòng)作或輸出發(fā)生變化時(shí)，需 要瞬時(shí)從電源在線抽取較大電流，該瞬時(shí)的大電流可能導(dǎo)致電源在線電壓的降低，從而引起對(duì)自身和其他器件的干擾。為了減少這種干擾，需要在芯片附近設(shè)置一個(gè) 儲(chǔ)電的“小水池”以提供這種瞬時(shí)的大電流能力。

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在電源電路中，旁路和退耦都是為了減少電源噪聲。旁路主要是為了減少電源上的噪聲對(duì)器件本身的干擾(自我保護(hù))；退耦是為了減少器件產(chǎn)生的噪聲對(duì)電源的干擾(家丑不外揚(yáng))。有人說退耦是針對(duì)低頻、旁路是針對(duì)高頻，我認(rèn)為這樣說是不準(zhǔn)確的，高速芯片內(nèi)部開關(guān)操作可能高達(dá)上GHz，由此引起對(duì)電源線的干擾明顯已經(jīng)不屬于低頻的范圍，為此目的的退耦電容同樣需要有很好的高頻特性。所以我們?cè)谝话愕挠懻撝胁⒉豢桃鈪^(qū)分退耦和旁路，認(rèn)為都是為了濾除噪聲，而不管該噪聲的來源。

3、 磁珠、電感和電容在濾波上的區(qū)別？

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想要討論這三個(gè)分立器件的濾波適用范圍，就要找明白各器件的結(jié)構(gòu)與原理。

首先磁珠是能耗器件(磁珠不是電感)，而其他兩個(gè)都是儲(chǔ)能器件，這是磁珠與電感本質(zhì)上的不同！磁珠的作用是消耗掉能消耗的多余能量(紋波)。磁珠標(biāo)識(shí)單休是歐姆，如220Ω@100MHz。常見大多數(shù)磁珠都是在100MHz下標(biāo)注的。選磁珠要看其特性曲線，一般是要慮掉低頻信號(hào)上的幾十到百M(fèi)Hz的高頻噪音。

電容是最常用的分立器件，電容的作用一共三種，分別是 旁路，退耦，AC耦合。所謂的濾波大多數(shù)時(shí)候指的是旁路。旁路電容一般根據(jù)所要旁路的信號(hào)的頻率來選取，也是要看電容的頻響曲線的。高頻信號(hào)的處理要比較小心，慎用(會(huì)影響信號(hào)完整性，又是另一個(gè)方面，有人感興趣再寫)。常見的電源通路上的電容的作用大多是退耦，退耦的一般理解為防止上級(jí)和下級(jí)的耦合(真實(shí)定義要問度娘…)，最終目的就是減少電源上的紋波(這又是電源完整性，又另一個(gè)方面…)。這時(shí)選取電容值要根據(jù)上級(jí)電源類型個(gè)下級(jí)mos頻率來決定，一般電源輸出會(huì)看見跟著兩個(gè)電容，一大一小。大電容的作用就是一般是做儲(chǔ)能退偶，小的是濾掉電源MOS的開關(guān)噪音。后級(jí)器件的電源輸入一般的電容是用來慮掉mos開關(guān)瞬時(shí)紋波。

電感！在弱電領(lǐng)域！不要用來濾波！上面說了，磁珠是能耗器件，紋波會(huì)自身消耗掉，電容雖然儲(chǔ)能，但是有對(duì)地的泄放通路。如果串電感濾波，你讓噪聲的能量去哪里？回源級(jí)？影響信號(hào)源質(zhì)量；去下級(jí)？還是噪聲。所以，電感在信號(hào)處理上只用來調(diào)匹配。在電源上，只用來做DC-DC的儲(chǔ)能電感.這樣，基本就明白了，一些常見的低頻信號(hào)和電源上，都可以用磁珠和電容濾波.而磁珠的成本高，所以一般要針對(duì)特定的高頻噪聲時(shí)才用。例如就要濾掉百M(fèi)Hz左右的噪聲，對(duì)于一些對(duì)電源質(zhì)量要求較高的情況，也可以用磁珠率高頻噪聲(不用電容是因?yàn)殡娙菘赡軙?huì)出現(xiàn)不能勝任的情況，因?yàn)樵礁哳l的電容，容量越小).電容多用于電源退耦.常見的22uF 10uF一般是DC-DC的整流，1uF 0.1uF是慮開關(guān)噪聲。

參考文獻(xiàn)：

[1] https://www.zhihu.com/question/267913883/answer/330919702

[2]?https://www.zhihu.com/question/265968133/answer/316129241

[3]?https://www.zhihu.com/question/51699121/answer/127100254

[4]?https://www.zhihu.com/question/269100807/answer/345868568

[5]?https://zhuanlan.zhihu.com/p/44713635