大家在电路设计当中，在芯片供电引脚的附近一般都会放一颗很小的电容，而且大部分情况下这颗电容的值都是0.1uf，那么问题就来了，这颗电容是干什么用的？为什么是0.1uf？为什么不选容值更大的1uf或者是10uf？

这篇文章作者简单探讨一下这两个问题。

我们知道电容的作用是滤波，根据这个公式 ：

我们发现电容的滤波效果和正弦波的频率有关系，一般来说频率越高，电容的滤波效果也就越好，事实真的是这样子吗？作者实际的做一个实验来验证，用一台信号发生器，它最高可以产生频率是150兆的正弦波，然后配合一台带宽为500兆的示波器，给信号发生器的输出端接入一颗0.1uf的电容，然后让它分别输出振幅都是2V但是频率不同的正弦波，然后用示波器去测量这个点的正弦波幅值，可以看到前面几组数据都是符合我们认知的，频率越高正弦波衰减的就越厉害，但是最后一个数据就有问题了，为什么滤波效果反而变差了?

这就是文章要介绍的内容了，事实上电容这个东西在生产的时候不可避免的会引入寄生电感这个参数，那根据电感的公式也可以发现，随着正弦波频率的增加，电感的阻抗也会变大，阻碍正弦波流动，也就降低了电容的滤波效果。

我们进一步测试了不同频率下这颗0.1uf电容的滤波效果，并制作下面图示，横坐标是信号发生器输出振弦波的频率，纵坐标是示波器测量到的振弦波幅值。

可以看到对于这颗0.1uf的电容来说，它对于20M左右的正弦波，滤波效果是最好的;接下来我又验证另外一颗1uf的电容，也测量了不同频率下它的滤波效果。我们会发现对于这颗1uf的电容来说，它对于6Mhz左右的阵型波，滤波效果是最好的，同时也可以发现，至少在这个频率比较高的区间里，1uf电容的滤波效果是不如0.1uf的电容好。

因为每一个电容的寄生电感这个参数都不一样，一般来说，因为电容容值越大那寄生电感也就越大，所以一般都是用大电容去滤低频信号，小电容去滤高频信号，当然有一些场景也可以用大小电容搭配着一起，这样不同频率的正弦波都可以被过滤掉。需要额外说明的是，哪怕都是0.1uf的电容，对于不同品牌不同型号的电容，它们的高频特性其实也是有细微区别的，作者这次使用的两颗国产芯声电容，如果测试其他型号的电容，结果可能会不一样。现在再回答一开始的第二个问题，答案就比较清楚了，为什么这颗电容是0.1uf，为什么不是1uf或者10uf，其实这并没有特别硬性的规定。严谨的说要根据当前电路的噪声频率来选择合适的电容，只是说 0.1uf的电容基本上可以满足需求，而且性价比最高，所以大家默认就用0.1uf的电容了。

接下来我们探讨第二个问题，这颗电容是干什么用的。大家可能会好奇，这颗电容的作用不就是滤波吗，不过这个波是从哪里来的？如果是从电源这边来的，那一般电源的输出端都会接入足够多的电容，为什么还要多此一举额外加一颗电容呢？

事实上放在这个位置的电容，它有特殊的称呼叫做“退耦电容”。们知道芯片工作时会消耗电流，电流会从电源流出，经过导线进入到芯片，而这个电流的大小，在大部分情况下并不是一个恒定值，它会随着芯片不同的工作状态有起起伏伏的波动，在这根导线以及芯片的内部，它是有寄生电感和寄生电阻的，那当变化的电流流过时，即便是原本非常干净的电压波形，它也会变得躁动起来，上面会叠加很多的电压波动，

显然大家不希望看到这种电压的波动，一方面它会影响到芯片本身的工作，另一方面它还会让整个电源变得很脏，影响到其他芯片的工作。所以就需要一颗电容来过滤掉这种电压的波动，消除它对整个电路产生的影响。

那退耦这个词中的耦，就是指耦合的意思，指的是电路中的两个元器件相互影响，那既然这颗电容的存在，消除了元器件的相互影响，所以那就叫做退耦了。

作者：工科男孙老师

文章整理：旗耘智迅PCB

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