什么是耦合和去耦

耦合

耦合（coupling）通常指的是两个电路或网络之间的电压和电流的相互影响或传递

耦合的前提是传输出去的电压和电流要形成回路，使用两个网络要共用一个地，才能有电平参考。

常见的耦合类型有：

电容耦合：通过电容元件连接两个电路，使得信号可以通过电场传播，而不会直接让电流通过。这通常用于高频信号的传输，因为电容对低频信号的阻抗较大。

电感耦合：通过电感元件实现耦合，通常是在变压器中使用。这种耦合方式通过磁场传递能量，在电路之间实现信号或功率的传输。

直接耦合：两个电路直接连接，没有任何中介元件。比如，两个放大器直接连接，信号会通过导线直接传输。

变压器耦合：通过变压器将两个电路连接。变压器的工作原理基于电磁感应，通过线圈之间的磁场传递能量。

耦合的方式不同，电路之间的传递特性也有所不同。例如，电容耦合通常用来阻止直流分量而只传递交流信号，而变压器耦合则可以改变电压的幅度、频率等。

耦合还涉及到耦合度和隔离度等参数，影响信号传递的效果和电路之间的干扰。

退耦

退耦（decoupling） 通常是指消除或减弱电路中不必要的耦合，尤其是电源或信号干扰的耦合关系。通过退耦，可以减少电路之间不希望的信号干扰和噪声，确保电路正常工作。

常见的退耦方式;

1. 退耦电容

退耦电容是最常见的一种方式。它们通过与电源并联，提供低阻抗路径来滤除电源上的噪声和波动。不同类型的电容器适用于不同的频率范围：

• 高频退耦：通常使用小电容值（如0.1μF到0.01μF）陶瓷电容器，主要用于滤除高频噪声。
• 低频退耦：对于较低频率的噪声，使用大电容（如10μF或更高）电解电容器或钽电容器。

退耦电容通常会放置在电源引脚和地之间，靠近电源引脚的位置，以最大限度地降低噪声的耦合。(PCB时要注意)

2. 去耦电感（电源线滤波）

去耦电感通常与退耦电容一起使用，通过提供对高频噪声的阻抗，阻止噪声信号通过电源线传递到电路中。电感能够有效地隔离电源噪声，尤其在高频电路中非常有效。（高频）

3. PCB布局优化

合理的PCB布局是实现有效退耦的重要手段之一。通过优化电源层和地层的布置，减少电源和地线之间的阻抗，可以有效减小噪声传播的路径。

4. 电源滤波器

电源滤波器（如LC滤波器）通常用于更强的电源噪声抑制。它们由电感和电容组成，形成一个低通滤波器，可以有效地过滤掉高频噪声信号。适用于对电源质量要求较高的系统。

5. 分隔电源和地

有时候，特别是在复杂的多电压电路中，会采用将不同电源（如模拟和数字电源）分隔的方式，确保它们的噪声不会互相干扰。这通常需要在PCB上设计专用的电源层和地层，以便将不同区域的电源信号隔离开来。（用模拟地和数字地使他们形成不了回路）

6. 隔离变压器

在某些高频或高电压的应用中，使用隔离变压器可以有效地断开电源系统和电路之间的耦合路径。变压器通过磁耦合将信号从一个电路传递到另一个电路，同时隔离电源噪声。

7. 使用低噪声电源

选择低噪声的电源或稳压芯片，也是减少电源噪声和提高退耦效果的一个有效方法。例如，专为低噪声设计的LDO（低压差稳压器）或DC-DC转换器，可以提供更干净的电源，减少外部噪声的影响。

8. 数字电路中的退耦

在数字电路中，退耦通常需要特别注意高速信号对电源噪声的影响。数字信号的高频成分可能会通过电源传输并影响模拟电路，因此需要精确设计电源引脚的退耦电容和适当的接地布线。

选择适合的退耦方式可以有效降低电源噪声，保持电路的稳定性和性能。在实际设计中，通常会结合多种方法来实现退耦效果。