デカップリング（コンデンサ）について

質問

現在、デカップリング（コンデンサ）について調べています。現時点で説明するとなると
「デカップリングコンデンサとは、共通の電源ラインから複数の回路に電源が供給されている際、ある回路から発生したノイズが他の回路に伝達されるのを防ぐために、各回路の直近に取り付けたコンデンサのこと（結合防止コンデンサ）」
と説明できますが、上辺だけでよく分かっていないこともあります。
そこで質問があります。

１）上記の表現で間違いはないでしょうか？
２）「インピーダンスを下げる」という表現を追加したい場合、どのように変更すればよいでしょうか？
３）「インピーダンスを下げる」とどうして良いのでしょうか？
４）パスコンとの違いは何でしょうか？

よろしくお願いします。

回答No.1

newton100 · ベストアンサー

先ず参考URL（説明、絵）が判り易いと思います。

一般的な説明が必要なのでしょうか？それとも想定される回路、用途、周波数帯域等が決まっているのでしょうか？

それで詳しい説明が多少違ってくるかと思います。

１．表現
”ある回路から発生するノイズ”は意味が判りにくいと思います。ある回路に供給される電流（の一部が）がその経路を流れることでノイズとなります。

２．インピーダンスを下げる
デカップリングコンデンサとその電流を供給してもらう回路(素子）の間のインピーダンスを下げればよりよいデカップリングの効果が得られ、その電流による発生ノイズは低減します。

３．インピーダンスを下げるとよい
理想は電源供給元（コンデンサ）のインピーダンスがゼロです。電流が回路（素子）が必要な分だけ流れます。しかし、抵抗分、インダクタンス分などのインピーダンスがあれば、そこの供給元（コンデンサ）から電流は流れにくくなります。そうすると、遠くにある電流供給元からも長い経路を通って電流が流れます。その時当然ノイズも発生しますし、共通インピーダンスで、他の回路にもノイズだけでなく電圧変動の影響が出ます。

４．パスコン
理屈上は同じ働きです。明確な定義の違いはないきがしますが、パソコンは比較的周波数が高い領域だけで、容量が大きいものを必要とする低周波での効果は期待して無いと思います。それで、パスコンは0.1uFとかが多いと思います。デカップリングコンデンサは、使う場所で違いますが、数百ｕＦとかが多いと思います。

５．普通は、コンデンサだけでは完全にはデカップリングできませんので、インダクタンス(フェライトコア含め）とコンデンサを組み合わせた回路、素子が使われています。これも参考URLで説明されています。

参考URL：

http://www.murata.co.jp/articles/g03c1.html

お礼

回答ありがとうございます。
今、調べているのは特定の用途ではなく、一般の説明です。URLのご紹介もありがとうございます。
ご紹介いただいたURLは見ていたのですが、今ひとつピンとこないのは、「近くにコンデンサがあるとなぜ遠くのコンデンサからは供給されないのか？」ということです。
たぶん、供給元の入力インピーダンスが関係しているのだと思うのですが、ここがまだ理解できていないので、回答を見ながらじっくり考えてみたいと思います。

回答No.4

tadamaru2004

１）上記の表現で間違いはないでしょうか？

　「ノイズ」を「信号」に変えたほうがよいかと思います。
　「ある回路の信号が，他の回路に伝達されるのを防ぐため・・・」

２）「インピーダンスを下げる」という表現を追加したい場合、どのように変更すればよいでしょうか？

　「・・・防ぐため，各回路の対地インピーダンスを下げる目的で，各回路ごとに取り付けたコンデンサ・・・」

３）「インピーダンスを下げる」とどうして良いのでしょうか？

　信号は各段ごとに増幅されていっています。
　増幅後の信号の一部が前段に戻ったら発振を起こします。
　電源ラインを共通ラインとして信号がフィードバックされる可能性があります。
　理想的には電源ラインの対地インピーダンスは０Ωとしたいですが，現実には出来ませんので，発振を
　起こさない程度にインピーダンスを下げて，結合を減らします。→（de-couppling）

４）パスコンとの違いは何でしょうか？

　同じことです。
　「バイパスコンデンサ」のバイパスは，不要な信号を[by-pass]する，の意味です。

回答No.3

newton100

＃１です。

パスコンについての参考ＵＲＬを追加します。

想定の周波数で詳細（コンデンサの容量とか）は違いますので、抽象的な表現になってしまいます。

例えばGHzの領域ですと、パスコンなどの素子をつける事で正常動作しなくなります。

参考URL：

http://www.space.t.u-tokyo.ac.jp/glossary/hagyo/pasukon.htm

回答No.2

noname#24350

(1)間違いはないと思いますが、回路を安定に動作させる為にも必要なものだと思います。
(2)回路を安定に動作させる為には電源回路のインピーダンスを出来るだけ小さくする事が必要です。何故なら電源回路は普通インピーダンス0とみなして設計されているからです。これがインピーダンスが高いとどんな動作をするかわかりません。
(3)逆にインピーダンスが高いと回路が発振したりして安定に思った通りに動作しません。またCR移相発振器の回路等では電源インピーダンスが高いと発振しません。
(4)同じようなものですが、一般的にはパスコン(バイパスコンデンサ)は高周波成分をバイパスする為に使います。

お礼

回答ありがとうございます。
「インピーダンスが高いと回路が発振したりして」この部分が「なぜ？」と今ひとつ理解できていないので、もう少し考えてみたいと思います。