如何放置去耦電容,才可最佳的PCB布線
發布時間:2016-10-29 責任編輯:sherry
【導讀】相信對做硬件的工程師,畢業開始進公司時,在設計PCB時,老工程師都會對他說,PCB走線不要走直角,走線一定要短,電容一定要就近擺放等等。
但dan是shi一yi開kai始shi我wo們men可ke能neng都dou不bu了le解jie為wei什shen麼me這zhe樣yang做zuo,就jiu憑ping他ta們men的de幾ji句ju經jing驗yan對dui我wo們men來lai說shuo是shi遠yuan遠yuan不bu夠gou的de哦o,當dang然ran如ru果guo你ni沒mei有you注zhu意yi這zhe些xie細xi節jie問wen題ti,今jin後hou又you犯fan了le,可ke能neng又you會hui被bei他ta們men罵ma,“都說了多少遍了電容一定要就近擺放,放遠了起不到效果等等”,往wang往wang經jing驗yan告gao訴su我wo們men其qi實shi那na些xie老lao工gong程cheng師shi也ye是shi隻zhi有you一yi部bu分fen人ren才cai真zhen正zheng掌zhang握wo其qi中zhong的de奧ao妙miao,我wo們men一yi開kai始shi不bu會hui也ye不bu用yong難nan過guo,多duo看kan看kan資zi料liao很hen快kuai就jiu能neng掌zhang握wo的de。
直到被罵好幾次後我們回去找相關資料,為什麼設計PCB電dian容rong要yao就jiu近jin擺bai放fang呢ne,等deng看kan了le資zi料liao後hou就jiu能neng了le解jie一yi些xie,可ke是shi網wang上shang的de資zi料liao很hen雜za散san,很hen少shao能neng找zhao到dao一yi個ge很hen全quan方fang麵mian講jiang解jie的de。下xia麵mian這zhe些xie內nei容rong是shi我wo轉zhuan載zai的de一yi篇pian關guan於yu電dian容rong去qu耦ou半ban徑jing的de講jiang解jie,相xiang信xin你ni看kan了le之zhi後hou可ke以yi很hen牛niux的回答和避免類似問題的發生。
老師問: 為什麼去耦電容就近擺放呢?
學生答: 因為它有有效半徑哦,放的遠了失效的。

理(li)解(jie)去(qu)耦(ou)半(ban)徑(jing)最(zui)好(hao)的(de)辦(ban)法(fa)就(jiu)是(shi)考(kao)察(cha)噪(zao)聲(sheng)源(yuan)和(he)電(dian)容(rong)補(bu)償(chang)電(dian)流(liu)之(zhi)間(jian)的(de)相(xiang)位(wei)關(guan)係(xi)。當(dang)芯(xin)片(pian)對(dui)電(dian)流(liu)的(de)需(xu)求(qiu)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)時(shi),會(hui)在(zai)電(dian)源(yuan)平(ping)麵(mian)的(de)一(yi)個(ge)很(hen)小(xiao)的(de)局(ju)部(bu)區(qu)域(yu)內(nei)產(chan)生(sheng)電(dian)壓(ya)擾(rao)動(dong),電(dian)容(rong)要(yao)補(bu)償(chang)這(zhe)一(yi)電(dian)流(liu)(或電壓),就jiu必bi須xu先xian感gan知zhi到dao這zhe個ge電dian壓ya擾rao動dong。信xin號hao在zai介jie質zhi中zhong傳chuan播bo需xu要yao一yi定ding的de時shi間jian,因yin此ci從cong發fa生sheng局ju部bu電dian壓ya擾rao動dong到dao電dian容rong感gan知zhi到dao這zhe一yi擾rao動dong之zhi間jian有you一yi個ge時shi間jian延yan遲chi。同tong樣yang,電dian容rong的de補bu償chang電dian流liu到dao達da擾rao動dong區qu也ye需xu要yao一yi個ge延yan遲chi。因yin此ci必bi然ran造zao成cheng噪zao聲sheng源yuan和he電dian容rong補bu償chang電dian流liu之zhi間jian的de相xiang位wei上shang的de不bu一yi致zhi。
特定的電容,對與它自諧振頻率相同的噪聲補償效果最好,我們以這個頻率來衡量這種相位關係。
當擾動區到電容的距離達到時,補償電流的相位為,和噪聲源相位剛好差180度,即完全反相。此時補償電流不再起作用,去耦作用失效,補償的能量無法 及ji時shi送song達da。為wei了le能neng有you效xiao傳chuan遞di補bu償chang能neng量liang,應ying使shi噪zao聲sheng源yuan和he補bu償chang電dian流liu的de相xiang位wei差cha盡jin可ke能neng的de小xiao,最zui好hao是shi同tong相xiang位wei的de。距ju離li越yue近jin,相xiang位wei差cha越yue小xiao,補bu償chang能neng量liang傳chuan遞di越yue多duo,如ru果guo距ju離li為wei0,則補償能量百分之百傳遞到擾動區。這就要求噪聲源距離電容盡可能的近,要遠小於。實際應用中,這一距離最好控製在(λ/40 -λ/50)之間,這是一個經驗數據。
例如:0.001uF陶瓷電容,如果安裝到電路板上後總的寄生電感為1.6nH,那麼其安裝後的諧振頻率為125.8MHz,諧振周期為7.95ps。假設信號在電路板上的傳播速度為166ps/inch,則波長為47.9英寸。電容去耦半徑為47.9/50=0.958英寸,大約等於2.4厘米。
本例中的電容隻能對它周圍2.4厘米範圍內的電源噪聲進行補償,即它的去耦半徑2.4limi。butongdedianrong,xiezhenpinlvbutong,quoubanjingyebutong。duiyudadianrong,yinweiqixiezhenpinlvhendi,duiyingdebochangfeichangchang,yinerquoubanjinghenda,zheyeshiweishenmewomenbutaiguanzhudadianrongzaidianlubanshangfangzhiweizhideyuanyin。duiyuxiaodianrong,yinquoubanjinghenxiao,yingjinkenengdekaojinxuyaoquoudexinpian,zhezhengshidaduoshuziliaoshangdouhuifanfuqiangtiaode,xiaodianrongyaojinkenengjindekaojinxinpianfangzhi。
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