儀器與量測
去耦與旁路電容(decoupling capacitors)
去耦電容是停在每顆晶片電源腳旁邊的微型「本地儲能庫」,也是任何電路板上最常見的單一元件。它解決的問題是:數位晶片的電流需求並不平穩——每一個時脈邊緣,數百萬顆電晶體同時切換,瞬間猛吞一大口電流。電源供應器離得太遠(中間隔著好幾公分帶有電感的銅走線),無法在數奈秒內反應,於是晶片的電壓會瞬間下陷、產生雜訊。電容就守在幾公釐外,握著一小撮電荷隨時可以立刻倒出來,就像在口渴的工人旁邊備好一桶水,免得他每次都要跑去水井。
工程師通常並聯放好幾顆——一顆較大的(例如 10 µF)應付較慢的大宗電流變化,一顆小的(經典的 0.1 µF)緊貼電源腳應付快速的高頻暫態,因為每種容值各自在某個頻段最有效。擺位是這招的一半魔法:即使只多出一兩公釐走線,所增加的電感就足以毀掉電容的高頻威力,這正是布線指南聲嘶力竭喊著「把 0.1 µF 放到實體上能多近就多近」的原因。做得好,去耦能讓電源軌保持安靜,「並」阻止那些電流尖刺輻射出去變成 EMI;做得差,它就是神祕故障與輻射測試不過的頭號元凶。
ΔV = L · (dI/dt)
真實電容並非理想電容——超過它的自諧振頻率(由它自身微小的寄生電感決定)後,它反而表現得像個電感、不再旁路了,這正是為什麼要「混搭」多種容值,而不是只用一顆巨大的電容。
又稱
另見