1、 為什么理論上小電容濾高頻信號，大電容濾低頻信號？

?

這里先打一個通俗易懂的比方：所謂電容，顧名思義就是一個電子容納器件，不妨設想其為一個水槽。水槽越小就越容易被流動的水(電子流)填滿，填滿之后就一直保持當前水位了，所以對小的波動很靈敏。而大電容因為容量大，同樣的如果水壓一樣的情況下，要填很久，所以一些小的波瀾并不會產生什么影響，所以需要長時間的注水

再說上面的問題，該結論在滿足一定條件時（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），電容本身的容值會隨著頻率的變化而逐步發生變化。一般電容的標稱容值為100Hz條件下測量得到，它的容值隨著頻率增加而不斷下降，當頻率高到一定值后，信號也就不會得到濾除了；對于小電容而言，當有低頻信號通過時，容抗特別大，就會呈現基本斷路的現象。

當然萬事不是絕對，也有大電容具備比較好的高頻特性，AVX就有該特性。

在挑選電容的時候，除了電容容量需要注意，ESR也是一個相當重要的參數，因為該參數決定了該電容的正常工作頻譜范圍。當然如果必須使用大電容（大功率場景）進行高頻率波，那就將多個電容進行并聯從而實現高頻情況下容值降低的補償。

2、 旁路電容和去耦電容的區別

?

一般而言在一個電路中，總是存在驅動源和被驅動負載。如果負載電容比較大，驅動電路要把電容充電、放電，才能完成信號的跳變，在上升沿比較陡峭的時候，電流比較大，這樣驅動的電流就會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，會產生反彈)，這種電流相對于正常情況來說實際上就是一種噪聲，會影響前級的正常工作---這就是耦合。去耦電容就是起到一個電池的作用，滿足驅動電路電流的變化，避免相互間的耦合干擾。

?

旁路電容實際也是去耦合的，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，依據電路中分布參數，以及驅動電流的變化大小來確定。

?

去耦和旁路都可以看作濾波。去耦電容相當于電池，避免由于電流的突變而使電壓下降，相當于濾紋波。具體容值可以根據電流的大小、期望的紋波大小、作用時間的大小來計算。去耦電容一般都很大，對更高頻率的噪聲，基本無效。旁路電容就是針對高頻來的，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RLC串聯模型。在某個頻率，會發生諧振，此時電容的阻抗就等于其ESR。如果看電容的頻率阻抗曲線圖，就會發現一般都是一個V形的曲線。具體曲線與電容的介質有關，所以選擇旁路電容還要考慮電容的介質，一個比較保險的方法就是多并幾個電容。

?

一般提到去耦的人，也會問到旁路，他們兩個的區別是什么，可以說清楚，但是卻沒有嚴格的區分。

什么是旁路？旁路(Bypass)，是指給信號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，需要將其在進入目標芯片之前提前干掉，一般我們采用電容到達該目的。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，這個地球人都知道)，可以看出旁路電容主要針對高頻干擾(高是相對的，一般認為20MHz以上為高頻干擾，20MHz以下為低頻紋波)。

?

什么是退耦？退耦(Decouple)， 最早用于多級電路中，為保證前后級間傳遞信號而不互相影響各級靜態工作點的而采取的措施。在電源中退耦表示，當芯片內部進行開關動作或輸出發生變化時，需 要瞬時從電源在線抽取較大電流，該瞬時的大電流可能導致電源在線電壓的降低，從而引起對自身和其他器件的干擾。為了減少這種干擾，需要在芯片附近設置一個 儲電的“小水池”以提供這種瞬時的大電流能力。

?

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器件本身的干擾(自我保護)；退耦是為了減少器件產生的噪聲對電源的干擾(家丑不外揚)。有人說退耦是針對低頻、旁路是針對高頻，我認為這樣說是不準確的，高速芯片內部開關操作可能高達上GHz，由此引起對電源線的干擾明顯已經不屬于低頻的范圍，為此目的的退耦電容同樣需要有很好的高頻特性。所以我們在一般的討論中并不刻意區分退耦和旁路，認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別？

?

想要討論這三個分立器件的濾波適用范圍，就要找明白各器件的結構與原理。

首先磁珠是能耗器件(磁珠不是電感)，而其他兩個都是儲能器件，這是磁珠與電感本質上的不同！磁珠的作用是消耗掉能消耗的多余能量(紋波)。磁珠標識單休是歐姆，如220Ω@100MHz。常見大多數磁珠都是在100MHz下標注的。選磁珠要看其特性曲線，一般是要慮掉低頻信號上的幾十到百MHz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。所謂的濾波大多數時候指的是旁路。旁路電容一般根據所要旁路的信號的頻率來選取，也是要看電容的頻響曲線的。高頻信號的處理要比較小心，慎用(會影響信號完整性，又是另一個方面，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和下級的耦合(真實定義要問度娘…)，最終目的就是減少電源上的紋波(這又是電源完整性，又另一個方面…)。這時選取電容值要根據上級電源類型個下級mos頻率來決定，一般電源輸出會看見跟著兩個電容，一大一小。大電容的作用就是一般是做儲能退偶，小的是濾掉電源MOS的開關噪音。后級器件的電源輸入一般的電容是用來慮掉mos開關瞬時紋波。

電感！在弱電領域！不要用來濾波！上面說了，磁珠是能耗器件，紋波會自身消耗掉，電容雖然儲能，但是有對地的泄放通路。如果串電感濾波，你讓噪聲的能量去哪里？回源級？影響信號源質量；去下級？還是噪聲。所以，電感在信號處理上只用來調匹配。在電源上，只用來做DC-DC的儲能電感.這樣，基本就明白了，一些常見的低頻信號和電源上，都可以用磁珠和電容濾波.而磁珠的成本高，所以一般要針對特定的高頻噪聲時才用。例如就要濾掉百MHz左右的噪聲，對于一些對電源質量要求較高的情況，也可以用磁珠率高頻噪聲(不用電容是因為電容可能會出現不能勝任的情況，因為越高頻的電容，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是慮開關噪聲。

參考文獻：

[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