去耦电容的选用和Layout的注意事项
0 2023-05-31

什么是去耦电容,旁路电容:

去耦电容:去耦电容(Decoupling Capacitor)。我们知道英文中coupling是耦合的意思,而英文中加前缀的de一般是对后面单词的否定意思,因此Decoupling Capacitor就成为了去耦电容的意思。耦合一般是指A信号引起了B信号的变化。而我们的去耦就是让A信号的变化尽量不要传递到另一个电路中。去耦电容一般放在输出端,一般电路中的去耦电容一般有两个作用,滤波&储能。对于一个电路系统来说,一般有多个负载,这些负载的供电都来自于同一个电源,但是电路板上各个负载的工作都要动态地吸收电流,需要的电流可能会时大时小,比如系统刚上电的时候会有大电流等等,就会造成供电电压的不稳去耦电容相当于电池,储能是避免由于电流的突变而使电压下降,假设芯片突然要拉取大电流,可能会导致供电不足,这时电压可能会下降,这时C1储存的电能会释放,补充供电。

旁路电容:旁路电容(Bypass Capacitor)by pass 从靠近的地方,从旁边通过。在正常的通道旁边建立另外一个对高频噪声成分阻抗比较低的通路,从而将高频噪声成分从有用的信号用滤除。旁路电容一般放在信号的输入端,作用一般是滤除高频噪声信号。

其实个人认为去耦电容和旁路电容在本质上没有太大区别,不必过于纠结名词,本质都是希望输入到下一级的电路有一个稳定的值。

电容的选用:

我们在实际的选用中经常会选用1uF 和一个0.01uF。那么为什么选择这两个值,我认为有两个作用:拓宽了滤波频率范围,并联的另外作用是减小ESL和ESR。下图的S21是射频的一个参数,S21 表示插入损耗或正向传输系数,也就是有多少能量被传输到目的端,这个值越大越好,理想值是1,即0dB,从中我们可以看出在10m和110M之间,拓宽了滤波范围。 另外并联减小ESR和ESL就更好理解了。从电容的实际模型分析可知,电容并联,ESR减小。大部分情况下我们用陶瓷电容搭配一个钽电容,就足以满足系统对电源噪声的去耦效果。

去耦半径:

我们在实际Layout过程中大多数资料中都会提到电容摆放要尽量靠近芯片,那么怎么靠近,靠近距离是多少呢?

我们知道信号在介质中传播需要一定的时间(电信号在真空中的传播速度大约是30万公里每秒,即3×10^8 m/s,约11800 mil/ns.在其他介质中,假设相对介电常数为Er,则传播速度为11800×Er^0.5 mil/ns;;一般PCB板FR4材料的介电常数是4左右,所以,电信号在其中的传播速度大约是11800/(4^0.5) = 5900 mil/ns。简略地记,电信号在PCB中的传播速度是在真空中的一半)。因此从发生局部电压扰动到电容感知到这一扰动之间有一个时间延迟。同样,电容的补偿电流到达扰动区也需要一个延迟。因此必然造成噪声源和电容补偿电流之间的相位上的不一致。特定的电容,对与它自谐振频率相同的噪声补偿效果最好,我们以这个频率来衡这种相位 关系。设自谐振频率为 f,对应波长为λ,补偿电流表达式可写为(A 是电流幅度,R 为需要补偿的区域到电容的距离,C 为信号传播速度。):

因此距离越近,相位差越小,补偿能传递越多,如果距离为 0,则补偿能百分之百传递到扰动区。这就要求噪声源距离电容尽可能的近,要远小于R/4 。实际应用中,这一距离最好控 制在R/40~R/50 之间,这是一个经验数据。

在实际layout布局中,所以一般靠近 IC 摆放。大容值电容去耦路径长,摆放位置相对远一点。所以电源,一般是先经过大电容,再经过小电容,再进入到 IC 芯片。



声明: 本文转载自其它媒体或授权刊载,目的在于信息传递,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们及时删除。(联系我们,邮箱:evan.li@aspencore.com )
0
评论
  • 相关技术文库
  • PCB
  • pads
  • protel
  • Altium
  • 17条原则做好PCB布局

    分析好整个电路原理以后,就可以开始对整个电路进行布局布线,这一期,给大家介绍一下布局的思路和原则。 1、首先,我们会对结构有要求的器件进行摆放,摆放的时候根据导入的结构,连接器得注意1脚的摆放位置。 2、布局时要注意结构中的限高要求。        3、

    昨天
  • 如何区分二极管的正负极

    一、普通二极管有色端标识一极为负极;二极管封装及其方向如下图示:印制板中通过PCB板上丝印来判别二极管方向的

    前天
  • 直流电机驱动电路设计及PCB布局布线

    直流电机驱动电路的设计目标 在直流电机驱动电路的设计中,主要考虑以下几点: 功能: 电机是单向还是双向转动?需不需要调速?对于单向的电机驱动,只要用一个大功率三极管或场效应管或继电器直接带动电机即可,当电机需要双向转动时,可以使用由4个功率元件组

    09-20
  • 电路板覆铜的两种形式

    一、什么是覆铜 所谓覆铜,就是将电路板上闲置的空间作为基准面,然后用固体铜填充,这些铜区又称为灌铜。 覆铜的意义在于:减小地线阻抗,提高抗干扰能力;降低压降,提高电源效率;与地线相连,还可以减小环路面积。 也出于让PCB焊接时尽可能不变形的目的,

    09-20
  • 设计RF布局时,几个总的原则

    今天的蜂窝电话设计以各种方式将所有的东西集成在一起,这对RF电路板设计来说很不利。现在业界竞争非常激烈,人人都在找办法用最小的尺寸和最小的成本集成最多的功能。模拟、数字和RF电路都紧密地挤在一起,用来隔开各自问题区域的空间非常小,而且考虑到成本因素,电路板层数往往又减到最小。令人感到不可思议的是,多用途芯片可将多种功能集成在一个非常小的裸片上,而且连接外界的引脚之间排列得又非常紧密,因此RF、IF...

    09-19
  • PCB铜层引起的电阻性传导损耗

    随着移动电话、互联网接入和手持设备的不断增长,无线网络上传输的信息量急剧增加。为了处理电子系统中的海量数据,PCB传输高速射频信号的要求越来越高,并且传输速度一直在提高。在较高的GHz频率范围内,如何降低射频信号损耗(也称为插入损耗)变得日益显著。插入损耗是由于将器件插入传输线或光纤而导致的信号功率损耗,用dB表示。插入损耗会导致信号的上升沿退化或较高的误码率等。 所有PCB材料都会有传导和介质R...

    09-19
  • PCB制作工艺的9个步骤图解

    在PCB出现之前,电路是通过点到点的接线组成的。这种方法的可靠性很低,因为随着电路的老化,线路的破裂会导致线路节点的断路或者短路。绕线技术是电路技术的一个重大进步,这种方法通过将小口径线材绕在连接点的柱子上,提升了线路的耐久性以及可更换性。 当电子行业从真空管、继电器发展到硅半导体以及集成电路的时候,电子元器件的尺寸和价格也在下降。电子产品越来越频繁的出现在了消费领域,促使厂商去寻找更小以及性价比...

    09-19
  • PCB线路板铜箔基础知识解析:深入了解其特性与应用要点!

      一、铜箔简介  Copperfoil(铜箔):一种阴质性电解材料,沉淀于线路板基底层上的一层薄的、连续的金属箔,它作为PCB的导电体。它容易粘合于绝缘层,接

    09-19
  • 5种有效的PCB抄板拆卸集成电路的方法:实现快速还原设计方案的关键技巧!

      在PCB抄板过程中,由于需要对电路板进行拆分,拆下集成电路与其他元器件制作BOM清单,并将拆分下来的PCB裸板进行扫描与抄板,因此,在这一过程中,正确拆卸P

    09-19
  • 晶体管施密特触发器工作原理

    今天给大家分享的是:晶体管施密特触发器工作原理。施密特触发器是一种逻辑输入类型,可为上升沿和下降沿提供迟滞或

    09-17
下载排行榜
更多
评测报告
更多
广告