電源去耦的終目標是為了負載能夠正常工作，使電源特性更加接近理想電源——能快速響應負載的電流需求、電壓穩定、干凈無(wú)噪聲。使電路各部分之間通過(guò)電源產(chǎn)生的耦合干擾降至小。

 

1.理想的電源：

 

“理想的電源”的電壓是穩定不變的，沒(méi)有任何噪聲的，輸出功率是不受限制的，并且響應速度是無(wú)限快的。即無(wú)論負載的消耗的電流如何變化、以怎樣的速度變化，電源的電壓都應該是一個(gè)穩定不變的值。不會(huì )受到負載的任何影響，也完全符合的負載的供電需求，不會(huì )影響負載的正常工作。

2.實(shí)際電路常用電源器件的簡(jiǎn)單介紹：

 

電子電路中經(jīng)常使用的實(shí)際電源器件由兩種：

 

線(xiàn)性穩壓器:

 

這種電源的原理利用負反饋的原理，將輸出的電壓通過(guò)兩個(gè)電阻分壓之后反饋到“運放”的輸入端，而運放的另一輸入端接一固定的參考電壓Vref，根據虛短虛斷和負反饋的原理，運放會(huì )自動(dòng)調節輸出電壓，從而調節調整管的導通電阻(圖中的FET)，使輸出電壓Vout和Vref之間滿(mǎn)足Vout·R2/(R1+R2)=Vref?？梢?jiàn)，線(xiàn)性穩壓電源可以等效成為一個(gè)串聯(lián)在電源和負載之間的可變電阻，當電源的電壓或負載電流發(fā)生變化時(shí)，該電阻的阻值隨之變化，從而使負載分到的電壓保持不變。

 

開(kāi)關(guān)電源：

 

FET起開(kāi)關(guān)作用，FET導通時(shí)電源對電感和電容充電，并且給負載提供能量，FET關(guān)斷時(shí)，電感電容中儲存的能量通過(guò)續流二極管形成回路，給負載提供電能?？刂艶ET開(kāi)關(guān)的占空比就可以調節輸出電壓的大小。

 

電子電路中常用的電源就是以上兩種，這兩種各有優(yōu)缺點(diǎn)，使用場(chǎng)合也有差別，并且每種都可繼續細分為多種子類(lèi)，這已經(jīng)超出了本篇電源去耦的范疇。從上面簡(jiǎn)單的介紹中我們可以看出這兩種實(shí)際的電源都是有局限性的。

 

3. 實(shí)際電源與理想電源的差距：

 

(1)實(shí)際電源器件的特性與理想電源之間有差距：

 

響應速度：前面說(shuō)線(xiàn)性穩壓電源是通過(guò)負反饋來(lái)改變調整管的導通電阻實(shí)現穩壓的。但運放的帶寬都是有限的，并且負反饋的過(guò)程需要一定的時(shí)間。所以實(shí)際的線(xiàn)性穩壓電源是需要一定的響應時(shí)間。換句話(huà)說(shuō)，當輸入電壓或負載的電流變化速度過(guò)快或幅度過(guò)大時(shí)，電源器件來(lái)不及響應或不能完全消除這種變化，則負載的供電電壓就會(huì )變化，影響負載的正常工作。

 

噪聲特性：開(kāi)關(guān)電源由于工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)下，即電路內部有電流的急劇變化，所以噪聲相對線(xiàn)性穩壓器更大。并且電源內部的各種半導體器件自身也有噪聲。這些噪聲和電源的不理想特性都會(huì )對負載造成一定的影響。

 

具體描述電源器件特性的參數有線(xiàn)性調整率、負載調整率、輸出電壓噪聲等。

 

(2)PCB走線(xiàn)對電源質(zhì)量有影響：

 

我們都知道，高速的PCB一般都是多層板，其中有專(zhuān)用的電源層，目的是減小電源線(xiàn)的寄生電感。電感的作用是阻礙電流的迅速變化，如果電源線(xiàn)的寄生電感很大，則當負載突然需要電流的時(shí)候，無(wú)法及時(shí)的從電源處獲取。而寬大的電源平面可以將寄生電感  小化，提高電源的質(zhì)量。

 

而即使如此，寄生電感還是存在的。為了提供芯片需要的瞬時(shí)電流，經(jīng)常在芯片引腳處放置去耦電容(電容的電流可突變，電壓不可突變)。

 

(3)外界干擾對電源質(zhì)量有影響：

 

電源線(xiàn)在走線(xiàn)過(guò)程中也會(huì )受到板上其他信號和空間的電磁干擾的影響從而噪聲變大。去耦電容可以有效的濾除這些噪聲。