电容、电阻的应用场景
电容
电容（Capacitance）是电子学中的一个基本物理量，表示电容器存储电荷的能力。电容器由两块导体（通常是金属）和介于它们之间的绝缘材料（电介质）组成。当电容器两端施加电压时，一个导体上积累正电荷，而另一个导体上积累等量的负电荷，电介质阻止电荷直接通过，从而存储了电能。
电容在PCB设计中的常见作用
| 作用 | 描述 |
|---|---|
| 电源去耦 | 电容器用于滤除电源线上的高频噪声，为电路提供稳定的电源。 |
| 旁路电容 | 用于旁路交流信号，允许交流信号通过而阻止直流信号通过，从而隔离不同电路部分。 |
| 滤波 | 在信号处理中，电容器可以用来滤波，去除不需要的频率成分。 |
| 能量存储 | 在某些电路中，电容器用于存储和释放能量。 |
| 定时和振荡 | 电容器与电阻或晶体管一起使用，可以形成RC（电阻-电容）定时电路或振荡器。 |
电容的换算单位和公式
单位：
- 法拉（Farad, F）：电容的基本单位。
- 微法（微法拉，微法，符号：μF）：1微法 = 1/1,000,000法拉。
- 纳法（纳法拉，纳法，符号：nF）：1纳法 = 1/1,000,000,000法拉。
- 皮法（皮法拉，皮法，符号：pF）：1皮法 = 1/1,000,000,000,000法拉。
换算关系：
- 1法拉 = 1,000,000微法 = 1,000,000,000纳法 = 1,000,000,000,000皮法。
公式
其中：
- CC 是电容（法拉）。
- QQ 是存储的电荷（库仑）。
- VV 是电容器两端的电压（伏特）。
另外，对于理想的电容器，其阻抗 ZZ 与频率 ff 的关系可以表示为：
这表明电容器的阻抗随频率的升高而降低。
电容选型建议
| 频率范围/HZ | 电容取值 |
|---|---|
| DC-100K | 10uF以上的钽电容或铝电解 |
| 100K-10M | 100nF(0.1uF)陶瓷电容 |
| 10M-100M | 10nF(0.01uF)陶瓷电容解 |
| 100M以上 | 1nF(0.001uF) 陶瓷电容和PCB的地平面与电源平面的电容解 |
所以，以后不要见到什么都放0.1uF的电容，有些高速系统中这些0.1uF的电容根本就起不了作用。
为什么需要在电源附近增加滤波电容
电源中的纹波会干扰芯片的正常工作，所以需要在VCC引脚接滤波电容，空气中有手机信号，收音机信号，WIFI信号各种信号，会在电源线上产生感应电动势，干扰芯片俄正常工作，滤波电容越靠近VCC引脚越好，多个不同容量的滤波电容可以滤除不同频段的高频干扰信号，容量最小的最靠近VCC引脚。最好是πRC低通滤波器，πLC低通滤波器。
芯片附近为什么都会增加0.1微法和0.01微法的电容
回答这个问题前需要先了解一些电容的基本知识。
旁路电容和去耦电容
旁路电容(Bypass Capacitor)和去耦电容(Decoupling Capacitor)这两个概念在电路中是常见的，但是真正理解起来并不容易。要理解这两个词汇，还得回到英文语境中去。
旁路电容（Bypass）
Bypass在英语中有抄小路的意思，在电路中也是这个意思，如下图所示。
去耦电容（Decoupling）
couple在英语中是一对的意思，引申为配对、耦合的意思。如果系统A中的信号引起了系统B中的信号，那么就说A与B系统出现了耦合现象(Coupling)，而Decoupling就是减弱这种耦合的意思。
Couple 一对，一双。动词引申为配对，连接的意思。如果系统A中出现的事物(信号)引起了系统B中一事物(信号)的出现，或者反过来，那么我们就说系统A与系统B出现了耦合(Coupling)。Decoupling退耦即减弱这种耦合。
电路中的旁路和去耦
如下图中，直流电源Power给芯片IC供电，在电路中并入了两个电容。
旁路
如果Power受到了干扰，一般是频率比较高的干扰信号，可能使IC不能正常工作。在靠近Power处并联一个电容C1，因为电容对直流开路，对交流呈低阻态。频率较高的干扰信号通过C1回流到地，本来会经过IC的干扰信号通过电容抄近路流到了GND。这里的C1就是旁路电容的作用。
去耦
由于集成电路的工作频率一般比较高，IC启动瞬间或者切换工作频率时，会在供电导线上产生较大的电流波动，这种干扰信号直接反馈到Power会使其产生波动。在靠近IC的VCC供电端口并联一个电容C2，因为电容有储能作用，可以给IC提供瞬时电流，减弱IC电流波动干扰对Power的影响。这里的C2起到了去耦电容的作用。
为什么需要两个电容
为什么要用2个电容
回到本文最开始提到的问题，为什么要用0.1uF和0.01uF的两个电容？
电容阻抗和容抗计算公式分别如下：
容抗与频率和电容值成反比，电容越大、频率越高则容抗越小。可以简单理解为电容越大，滤波效果越好。那么有了0.1uF的电容旁路，再加一个0.01uF的电容不是浪费吗？
实际上，对一个特定电容，当信号频率低于其自谐振频率时呈容性，当信号频率高于其自谐振频率时呈感性。当用0.1uF和0.01uF的两个电容并联时，相当于拓宽了滤波频率范围。
两种方式组合滤波
实际电路中我们需要去耦的频率范围会比较宽，因此呢一个电容搞不定，那怎么办呢？我们经常有两种方法来解决，一种是使用一个大电容和一个小电容并联，还有一种是使用多个相同的电容并联。那么这两种方法达到的效果分别是怎样的呢？
以下是正点原子开发板上面的一些模块芯片的电路，可供参考。
