Question

旁路，去耦，Bulk以及耦合电容的作用与区别

Answer 1

旁路电容（Bypass Capacitor）。电容的一个重要的电器特性是"通交流，隔直流"，旁路电容的作用就是将系统中的高频噪声旁路到GND。一般是在电源引脚和GND之间并联一些容值较小的（典型值0.1uF）电容，滤除高频噪声是旁路电容最主要的功能其实本质也是电容作为一个电能的储能器件，在两极板间电压差很快增大时，给电容充电；电压差减小时，电容放电。从这个角度分析的话，旁路电容也可以看成一种小的电能储存器（Energy Reservoir），与后面介绍的去耦电容和Bulk电容有相似之处。
去耦电容与旁路电容的区别在于："旁路电容是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦电容是把输出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源。去耦电容对于解决这种问题的作用就是充当储能电池的作用，满足驱动电路的电流变化，从而避免相互之间的耦合干扰。去耦电容有两种作用。第一是与旁路电容相似的功能，旁路掉器件输出的高频噪声；第二是充当储能电容，在负载所需电流突然增大时提供电能，满足驱动电路的电流变化。这一点和Bulk电容的功能有非常类似，
Bulk电容的作用非常明确，就是用于在电源供电负载瞬时需要大电流时，可以为电路提供足够的电流，以保证电源供电电压的稳定，相当于Energy Reservoir。所以Bulk电容一般选择容值较大的极性电解电容，一般与regulator的output引脚并行排列。Bulk电容的储能作用与去耦电容的储能作用很类似，那么两者的区别是什么呢？两者在这个功能上却是没有本质的区别，但是Bulk电容覆盖的面积更大，往往覆盖的是一片区域，所能储存和提供的能力更多。而去耦电容可以说是用于本地的，每个芯片配有自己的去耦电容。去耦电容相比与bulk电容，储能较少，但是反应速度更快，高频信号引脚旁特别需要放置去耦电容，且距离足够的近。这点是Bulk电容无法做到的，因为Bulk电容体积较大。当这些引脚高速变化时，旁边的去耦电容为其提供足够的能量。
耦合电容（Coupling Capacitor），与去耦电容将高频AC信号阻断相对应，耦合电容用于串联在高速链路的两端，目的是让AC信号通过，阻隔DC信号