耦合是什么意思(Bulk以及耦合电容吗)
在硬件设计中有很多种电容,各种电容的功能、种类和电容容值各不相同。按照功能划分的话,最重要的几种电容分别称为:去耦电容(De-coupling Capacitor),旁路电容(Bypass Capacitor)、Bulk电容以及耦合电容(Coupling Capacitor)。
阅读了一些文献资料之后发现,这些电容的功能之间有差异,也有相似之处。下面的介绍主要是在查阅了大量文献的基础上,经过自己的理解和总结,对各种电容的功能进行整理。因为作者能力有限,如有不妥之处希望各位网友可以批评指正。
数字电路系统中的电源系统
对于数字芯片总希望供电电源的电压是恒定的DC值,不要出现任何的波动。但这是很难做到的,原因有两点。第一点是"热噪声"始终存在,任何电源的输出信号都不可能是恒定不变的,常见的情况如下图中深蓝色线条表示的情况。
当在电源与GND之间放置了电容之后,电源输出端的情况如图 1中粉红色线条所示,可见电容导致的电压波动明显变缓了。
导致供电电压波动的第二个原因就是负载所需要的电流是不确定的,且动态变化的。特别是当负载是一些可编程处理器时,由于执行的功能随时间的变化而不同,所需要的电流也会随时间不断变化。例如处于低功耗状态下所需要的电流很小,如果同时多个IO引脚进行信号跳变,所需要的电流又会很多。而这些电流全部来自供电电源。所以当供电电源的输出电流有很大波动时很难保持输出电压的平稳,势必会造成短时间的供电电压波动。波动的大小以及何时可以恢复都与电源器件的性能指标有关。
这里有必要说明一下电源供电的波动对于数字电路的影响。如果电源的负载是LED这些简单的外设,供电电压的突然波动不会有太大影响。但如果负载是处理器,那么短时间的电压波动可能会导致瞬时供电电压超出了处理器的specification范围,导致处理器掉电重启(瞬时电压过低)或者瞬时高压对数字芯片造成损害。于是,在数字电路系统设计中,保持供电电压的稳定是非常重要的。