电源环节常是电路构思时最容易被忽视的部分，事实上，一个出色的构思，电源的规划必须占据核心地位，它对整个装置的运作表现和造价有着决定性作用。
本段落仅阐述电路板供电方案中电容的应用状况，此环节常被设计者忽视。尽管许多从业者精通ARM技术、DSP技术或FPGA技术，表面上显得技艺精湛，却未必能构建一套经济实惠且稳定的供电系统。这同样是我们国产电子设备功能繁多但表现不佳的一个症结所在，根本原因在于研发氛围不良，许多研发人员心浮气躁、缺乏稳重；企业又为追求即时利益，只顾堆砌功能，只顾眼前利益，不管长远发展，“前人栽树后人乘凉”的景象也不被看重。
言归正转，先跟大家介绍一下电容。
人们对于电容的认识往往局限于理想化的模型，普遍认为电容仅表现为字母C。然而，电容存在诸多关键特性，许多人并不了解，同样，1微法拉的陶瓷电容与1微法拉的铝电解电容之间也存在显著差异。从实际应用角度来看，电容能够通过以下电路图来等效表示。
电容的容量大小。通常是在频率为千赫兹，施加等效力值为伏特，且直流电压为零的条件下进行检测的，然而电容的检测条件存在多种差异。不过有一点必须明确，电容的容量大小会受到外界环境变化的影响。
电容的等效串联电感，表现为电容引脚的固有电感特性，在低频状态下，这种电感的影响微乎其微，可以忽略不计，但在高频环境中，必须正视并加以考量。以一个采用 0805 封装的 0.1uF 贴片电容为例，其每只引脚的电感量为 1.2nH，据此推算出 ESL 值为 2.4nH，由此可以估算出 C 与 ESL 的谐振频率大约在 10MHz 附近，当工作频率超过 10MHz 时，该电容将表现出电感行为。
ESR指的是电容的等效串联电阻特性，各种电容都存在这一特性。电容在特定频率下工作时，其容抗和感抗会相等。此时电容表现出的阻抗就转化为电阻形式，这个电阻值就是ESR。不同电容的ESR值差异显著。铝电解电容的ESR通常在几百毫欧到几欧之间。瓷片电容的ESR一般只有几十毫欧。钽电容的ESR数值则介于铝电解电容和瓷片电容之间。
下面我们看一些 X7R 材质瓷片电容的频率特性：
电容器的特性指标诸多，不过，在构思方案时，关键要素是电容量和等效串联电阻。
这里简要说明三种我们常用的电容类型：分别是铝电解电容，瓷片电容，以及钽电容。
铝电容通过将铝箔进行刻槽氧化处理，之后与绝缘层一起卷制，最后浸泡在电解质液体中制成，其工作原理基于化学反应，电容的充放电过程依赖化学反应实现，电容对信号的响应速度受到电解质中带电离子移动速度的影响，通常用于频率低于一百万赫兹的滤波场景，ESR主要包含铝钽电阻和电解液等效电阻两部分，数值相对较大铝电容里的电解质会慢慢蒸发，使得电容容量下降甚至无法工作，温度一高蒸发得更快。温度每上升 10 摄氏度，电容的寿命就减掉一半。比如在 27 度室温下能用好 10000 小时，到了 57 度环境，寿命就缩短到 1250 小时。因此铝电解电容要尽量远离热的东西。
瓷片电容的储能原理基于物理效应，因此具备极快的反应能力，适合用于高频场合。然而，这种电容因介质不同而表现出显著区别。其中，C0G材质的电容表现最优，其温度稳定性极佳，但介电常数较低，导致其容量无法做得很大。相比之下，Z5U/Y5V材质的电容性能最弱，由于介电常数较大，其容量能够达到几十微法。这种材料的性能对温度变化和直流电场作用非常敏感，因为直流电场会导致材料发生极化现象，进而使得其存储电荷的能力下降。接下来，我们将分别考察 C0G、X5R、Y5V 这三种电容类型在环境温度以及直流工作电压条件下的具体表现情况。
C0G 的容量几乎不受温度影响，X5R 的性能相对不稳定，Y5V 在 60 摄氏度下，电容值会跌落至额定指标的半数。
能观察到 50V 标称耐压的 Y5V 片状电容，在 30V 工作条件下，其实际容量仅剩额定值的百分之三十。这类电容器存在一个显著不足，便是材质比较脆弱。因此，使用时必须防止受到冲击，同时要尽量将其放置在电路板上不易发生变形的位置。
钽电容在原理和构造上类似一个电芯装置，下面是钽电容的内部构造图示，供参考。
钽电容具备占用空间小、存储电荷多、反应迅速、等效串联电阻小等特点，其成本也相对较高。电容容量和承受电压的大小取决于构成材料钽粉的微粒尺寸。微粒越细，电容值越大，而要实现较高的耐压能力，则必须采用较厚的二氧化钽层，这需要使用颗粒较大的钽粉。因此，在体积不变的情况下，要同时达到高耐压和高电容量的目标，制造难度相当大。钽电容的另一个关键点在于，它易发生击穿并呈现短路状态，对浪涌电流的承受能力较弱。常常会因一个巨大的瞬时电流使电容损坏并形成短路，这一点在使用特别大容量的钽电容时必须加以考虑。
通过上文可以明白各种电容的用途各不相同，并非价格昂贵就一定更优。
下面讲一下电源设计中电容的作用。
电容在电力系统构建时，主要承担净化电流和分离电源的功能。净化电流是指清除传输过程中的杂波信号，而分离电源则是削弱单元电路向其他部分的信号渗透。这两种用途常常被人们混淆。接下来展示一个电路构造：
图中开关电源为 A 和 B 供电，电流先流经 C1，然后通过一段 PCB 走线传输，这段走线暂时当作电感来处理，虽然用电磁波理论分析这种简化并不精确，但为了便于理解，还是采用这种简化方法，电流接着分为两路分别给 A 和 B 供电，开关电源输出的纹波相对较大，因此我们借助 C1 对电源进行滤波处理，目的是为 A 和 B 提供稳定的电压。C1 应尽量安置在供电源附近，C2 与 C3 都是旁路电容，主要功能为消除干扰。当 A 瞬间需要大量电流时，若缺少 C2 和 C3，线路电感会导致 A 端电压下降，B 端电压也会随之降低，受 A 端电压变化影响，A 电路电流波动会干扰 B 电路信号，B 电路电流波动同样会对 A 产生干扰。这就是“共路耦合干扰”。
C2 的加入，使得当局部电路需要瞬间大电流时，电容 C2 能够为 A 短暂供应电流，即便共路部分存在电感，A 点的电压也不会显著降低，B 点受影响程度也大幅减小，从而实现了电流绕行的功能，达到了稳定电压的效果。
常规滤波多采用大容量电容，对响应速率没有太高标准，但需要电容容量较高。通常选用铝电解电容。在浪涌电流较小时，采用钽电容替换铝电解电容，性能会更为优越。通过前述案例可知，用作去耦的电容，必须具备极快的反应能力，方能取得预期成效。当图中的局部电路 A 代表一个集成电路时，应选用陶瓷电容器，并且该电容器需要尽可能靠近该集成电路的电源端口，同时要确保功能模块内部所有集成电路均已配备陶瓷电容器，如果功能模块所需的电容值超出陶瓷电容器的规格，则可考虑采用钽电容器或铝电解电容器进行补充。滤波电容的数值通常能在开关电源芯片的相关文档中找到推算方法。当滤波装置同时配备电解电容器、钽电容器和陶瓷电容器时，应将电解电容器安装在靠近开关电源的位置，这样做有助于保护钽电容器。陶瓷电容器则要安装在钽电容器之后。采用这种布局方式，能够取得最优的滤波成效。
电容作为退耦元件，必须符合两个条件，其一为电容量，其二为等效串联电阻。例如，单只 0.1uF 电容的滤波作用，可能弱于两只 0.01uF 电容的组合效果。同时，0.01uF 电容在较高频率范围表现出更小的阻抗值。当该电容值已满足容量要求时，它在这些频率点上产生的退耦作用，要强于 0.1uF 电容。
一些引脚数目较多的超高速器件的构造指南会说明供电系统对去耦电容的需求，例如某个拥有五百余引脚的 BGA 封装需要 3.3V 电源配备至少三十颗陶瓷电容，同时还要配置若干个大容量电容，整体容量必须达到二百微法拉以上