[初次发表 23-11-18 最后编辑:24-02-08]
在原理设计第005和006篇,分别介绍了去耦电容和旁路电容的作用:去耦电容用于防护电源电压跌落,提高可靠性;旁路电容用于吸收浪涌电压,用于EMC加固。在元器件选型第003篇,介绍了去耦电容容量的计算方法。
本篇介绍PCB设计时处理去耦电容和旁路电容的注意事项。
去耦电容(另见退耦电容、缓冲电容、储能电容等),可以放置在电源电路公共出口处,或者外部电源输入PCB的连接器旁。较大的电路板可以放置多个,但通常2、3个就够了。
旁路电容对于高速数字电路是必须的。这里所谓高速,是指数字信号电平上升/下降时间短、包含的主要频率在500kHz以上的情形,与器件是不是MCU,主频是不是几百兆,没有直接关系。
旁路电容在PCB布线时有如下原则
1. 流经原则:电流进入器件电源引脚之前必须先经过电容。
2. 顺序原则:电流应先流过容量较大的电容,然后流过容量较小的电容。
3. 就近原则:容量较小的电容要尽可能靠近器件电源引脚的根部放置。
4. 共地原则:大小搭配的一组电容,接地点必须是相同的参考平面,不推荐用过孔连接。
5. 一对一原则:器件的每一个电源引脚都要接一个小容量电容。
对于模拟集成电路器件,例如集成运算放大器,旁路电容的作用怎么强调也不为过,它常常是提高信噪比的关键一环。有效的旁路可以滤除不期望的高频干扰,改善信号完整性。对于多级放大器,每级放大器的电源对地之间都要加各自独立的旁路电容,各级放大器的电源之间还可以加磁珠来消除串扰(Crosstalk)。
在高密度PCB上可以使用带有埋容层的PCB。IPC-4821 标准说明了用于埋容功能的材料。
Ref:
庄奕琪. 电子设计可靠性工程. 西安电子科技大学出版社,2014
杨建国. 你好,放大器. 科学出版社, 2015
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