Pourquoi un condensateur cesse-t-il d'agir au-dessus d'une certaine fréquence ?

Parce qu'il s'agit d'un condensateur en série avec une inductance, son inductance série équivalente, apportée par le composant et surtout par son montage. Les deux résonnent à un sur deux pi racine de LC. En dessous, l'impédance décroît avec la fréquence, comme il se doit. Au-dessus, l'inductance domine et l'impédance croît : la pièce se comporte en inductance. Un condensateur de 100 nF avec 1 nH d'inductance totale résonne vers 15,9 MHz, et n'apporte donc rien d'utile à un problème situé à 100 MHz, quel qu'en soit le nombre monté.

Pourquoi deux valeurs peuvent-elles être pires qu'une ?

Parce qu'entre les deux autorésonances, l'une des pièces est devenue inductive alors que l'autre est encore capacitive, et qu'une inductance en parallèle avec une capacité forme un résonateur parallèle qui culmine. Une pièce de 1 uF à 1,5 nH résonne vers 4,1 MHz et une de 100 nF à 0,8 nH vers 17,8 MHz. Entre les deux, vers 11 MHz, le couple présente environ 800 mΩ quand chaque condensateur seul en présente environ 90. La combinaison est donc à peu près neuf fois pire qu'une seule pièce à cette fréquence, soit l'inverse de ce qu'ajouter un composant est censé produire.

Quelle quantité de découplage suffit ?

Fixez une impédance cible à partir du rail plutôt que de deviner un nombre. L'impédance cible vaut l'ondulation admise divisée par le plus grand échelon de courant attendu. Un rail de 1,0 V admettant 3 pour cent d'ondulation sous un échelon de 5 A demande 6 mΩ ; un rail de 3,3 V à 5 pour cent sous 2 A en demande 82,5. Le réseau de découplage doit alors rester sous cette valeur sur toute la plage ou la charge varie réellement. Posée ainsi, la question devient mesurable, et elle révèle en général que la contrainte est l'inductance et non la capacité.

Découplage : ESL, autorésonance, antirésonance

Auteur Hugues Orgitello Mis à jour le 29 août 2026 ~5 min de lecture

Guide, fondamentaux CEM

Un condensateur de découplage n'est un condensateur qu'en dessous de sa fréquence de résonance. Au-dessus, la pièce est une inductance, et en ajouter du mauvais type peut dégrader l'impédance au lieu de l'améliorer. Cette page démontre ou se situe cette frontière, montre que le routage la déplace davantage que le choix du composant, et chiffre le cas ou deux condensateurs valent neuf fois moins qu'un seul.

Tout condensateur est un circuit LC

Un condensateur réel est une capacité en série avec une résistance et une inductance. Cette inductance, son ESL, provient en partie du composant et surtout de la boucle que crée le montage : pastilles, pistes, vias et trajet dans les plans.

Capacité et inductance résonnent à :

f0 = 1 / (2 pi sqrt(L C))

En dessous de f0 l'impédance décroît avec la fréquence. Au-dessus, elle croît. La pièce cesse de découpler et commence à gêner.

Valeur	ESL 0,5 nH	1 nH	2 nH	5 nH
1 uF	7,1 MHz	5,0 MHz	3,6 MHz	2,3 MHz
100 nF	22,5 MHz	15,9 MHz	11,3 MHz	7,1 MHz
10 nF	71,2 MHz	50,3 MHz	35,6 MHz	22,5 MHz
1 nF	225 MHz	159 MHz	113 MHz	71,2 MHz
100 pF	712 MHz	503 MHz	356 MHz	225 MHz

Lisez une ligne plutôt qu'une colonne : la même pièce se déplace d'un facteur trois selon la seule inductance.

Le montage l'emporte sur la référence

Prenez un condensateur de 100 nF et ne changez que sa mise en oeuvre :

Montage	Inductance de boucle	Autorésonance
0402 idéal, sans via	0,6 nH	20,5 MHz
Paire de vias courte	1,2 nH	14,5 MHz
Piste plus longue et via	2,5 nH	10,1 MHz
Moignon de via, ou via éloigné	5,0 nH	7,1 MHz

Un facteur trois de bande utile, décidé entièrement par le routage, sur un composant identique. La conception de PCB pour la CEM relève le même effet côté routage : la même pièce de 1 nF peut présenter de 0,3 à 3 nH selon son montage.

L'ordre de priorité en découle. Raccourcir d'abord la boucle entre pastille et plan, choisir ensuite le boîtier, se soucier du diélectrique en dernier. Une pièce à géométrie inversée sur un long moignon de via découple moins bien qu'une pièce ordinaire montée serré.

Ce que fait réellement l'impédance

Une pièce de 100 nF avec 1 nH et 10 mΩ de résistance :

Fréquence	Impédance	Comportement
100 kHz	15915 mΩ	capacitif
1 MHz	1585 mΩ	capacitif
5 MHz	287 mΩ	capacitif
15,9 MHz	10 mΩ	à la résonance, ESR seule
50 MHz	283 mΩ	inductif
200 MHz	1249 mΩ	inductif

À la résonance l'impédance se réduit à la résistance, ce qui est le mieux que la pièce fera jamais. De part et d'autre, elle remonte.

Deux valeurs peuvent valoir moins qu'une

C'est le résultat qui surprend, il mérite donc des chiffres.

Prenez une pièce de 1 uF à 1,5 nH d'ESL et une de 100 nF à 0,8 nH, toutes deux céramiques à faible ESR. Leurs autorésonances valent 4,1 MHz et 17,8 MHz. Entre ces fréquences, la pièce de 1 uF est devenue inductive tandis que celle de 100 nF est encore capacitive, et une inductance en parallèle avec une capacité forme un résonateur parallèle.

En balayant le couple entre ses deux résonances, on trouve le pic :

À 11,0 MHz	Impédance
1 uF seul	89,3 mΩ
100 nF seul	89,6 mΩ
Les deux en parallèle	800 mΩ

Le couple vaut environ neuf fois moins que chaque condensateur seul, à une fréquence en plein dans la plage qui intéresse une conception numérique. Ajouter un composant a dégradé le rail.

Que faire à la place

Employer de nombreuses pièces identiques. Dix condensateurs de 100 nF en parallèle divisent l'impédance par dix à toute fréquence, laissent l'autorésonance exactement ou elle était et ne créent aucun nouveau pic, faute de seconde résonance contre laquelle battre :

Nombre de 100 nF	Impédance à 20 MHz
1	21,5 mΩ
4	5,4 mΩ
10	2,2 mΩ

Lorsqu'il faut réellement couvrir deux plages, écartez assez les valeurs pour que l'antirésonance tombe hors de la bande qui compte, et acceptez un peu d'ESR. Une pièce légèrement plus résistive amortit le pic ; le condensateur à plus faible ESR n'est pas toujours le bon choix.

Tracez Z en fonction de f pour le réseau avant de figer. L'antirésonance est invisible sur un schéma et évidente sur un tracé.

Quelle quantité suffit

Plutôt que compter des condensateurs, fixez une impédance cible à partir du rail :

Z cible = ondulation admise / plus grand échelon de courant

Rail	Ondulation	Échelon	Z cible
1,0 V	3 %	5 A	6,0 mΩ
3,3 V	5 %	2 A	82,5 mΩ
1,8 V	5 %	10 A	9,0 mΩ

Le réseau doit rester sous cette valeur sur toute la plage ou la charge varie réellement. Posée ainsi, la question devient mesurable, et révèle en général que la contrainte déterminante est l'inductance, non la capacité : ajouter un microfarad de plus ne fait rien si l'inductance de boucle fixe déjà le plancher.

À retenir

Tout condensateur est une inductance au-dessus de son autorésonance, à f0 = 1/(2 pi sqrt(LC)).
Le montage déplace cette fréquence d'un facteur trois sur une pièce identique. Raccourcissez la boucle avant de choisir le boîtier.
À la résonance l'impédance se réduit à l'ESR, ce que la pièce fera de mieux.
Deux valeurs peuvent valoir neuf fois moins qu'une. Un couple 1 uF et 100 nF culmine à 800 mΩ vers 11 MHz la ou chacun seul donne 90.
De nombreuses pièces identiques s'additionnent proprement et n'ajoutent aucun pic.
Fixez une impédance cible depuis l'ondulation et l'échelon, puis vérifiez que la contrainte n'est pas l'inductance.

Voir aussi

Sources & références

Signal Consulting, Howard W. Johnson and Martin Graham, High-Speed Digital Design (1993), Prentice Hall , Prentice Hall www.sigcon.com/
Henry W. Ott, Electromagnetic Compatibility Engineering (2009), Wiley , Wiley onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9780470508510
IEC 61967-1, circuits intégrés, mesure des émissions électromagnétiques, conditions générales et définitions , IEC webstore.iec.ch/en/iec-search/result?q=IEC%2061967-1
IPC-2221B, norme générique de conception des cartes imprimées , IPC www.ipc.org/TOC/IPC-2221B.pdf

Questions fréquentes

Pourquoi un condensateur cesse-t-il d'agir au-dessus d'une certaine fréquence ?: Parce qu'il s'agit d'un condensateur en série avec une inductance, son inductance série équivalente, apportée par le composant et surtout par son montage. Les deux résonnent à un sur deux pi racine de LC. En dessous, l'impédance décroît avec la fréquence, comme il se doit. Au-dessus, l'inductance domine et l'impédance croît : la pièce se comporte en inductance. Un condensateur de 100 nF avec 1 nH d'inductance totale résonne vers 15,9 MHz, et n'apporte donc rien d'utile à un problème situé à 100 MHz, quel qu'en soit le nombre monté.
Le montage compte-t-il vraiment plus que le composant ?: En général oui. Le même condensateur de 100 nF résonne à 20,5 MHz avec 0,6 nH d'inductance de boucle, à 14,5 MHz avec une paire de vias courte, à 10,1 MHz avec une piste plus longue et un via, et à 7,1 MHz sur un moignon de via. Cela fait un facteur trois de bande utile, décidé entièrement par le routage, sur un composant identique. Choisir un boîtier à ESL plus faible rapporte moins que raccourcir la boucle entre la pastille et le plan, raison pour laquelle le placement et la stratégie de vias méritent plus d'attention que la référence du composant.
Pourquoi deux valeurs peuvent-elles être pires qu'une ?: Parce qu'entre les deux autorésonances, l'une des pièces est devenue inductive alors que l'autre est encore capacitive, et qu'une inductance en parallèle avec une capacité forme un résonateur parallèle qui culmine. Une pièce de 1 uF à 1,5 nH résonne vers 4,1 MHz et une de 100 nF à 0,8 nH vers 17,8 MHz. Entre les deux, vers 11 MHz, le couple présente environ 800 mΩ quand chaque condensateur seul en présente environ 90. La combinaison est donc à peu près neuf fois pire qu'une seule pièce à cette fréquence, soit l'inverse de ce qu'ajouter un composant est censé produire.
Que faire à la place du mélange de valeurs ?: Employer de nombreux condensateurs de même valeur, bien placés. Dix pièces identiques de 100 nF en parallèle divisent l'impédance par dix à toute fréquence, laissent l'autorésonance ou elle était et n'introduisent aucun nouveau pic, faute de seconde résonance contre laquelle battre. Lorsqu'il faut réellement couvrir une autre plage, écartez suffisamment les valeurs pour que l'antirésonance tombe hors de la bande qui compte, et comptez sur l'ESR pour amortir ce qui reste. Un condensateur à ESR légèrement supérieure est parfois le meilleur choix.
Quelle quantité de découplage suffit ?: Fixez une impédance cible à partir du rail plutôt que de deviner un nombre. L'impédance cible vaut l'ondulation admise divisée par le plus grand échelon de courant attendu. Un rail de 1,0 V admettant 3 pour cent d'ondulation sous un échelon de 5 A demande 6 mΩ ; un rail de 3,3 V à 5 pour cent sous 2 A en demande 82,5. Le réseau de découplage doit alors rester sous cette valeur sur toute la plage ou la charge varie réellement. Posée ainsi, la question devient mesurable, et elle révèle en général que la contrainte est l'inductance et non la capacité.