支招PCB布線:去耦電容的擺放技巧
發布時間:2016-07-28 責任編輯:susan
【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。但是一開始我們可能都不了解為什麼這樣做。
就憑他們的幾句經驗對我們來說是遠遠不夠的哦,當然如果你沒有注意這些細節問題,今後又犯了,可能又會被他們罵,“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(niu)x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。

dianrongquoudeyigezhongyaowentishidianrongdequoubanjing。daduoshuziliaozhongdouhuitidaodianrongbaifangyaojinliangkaojinxinpian,duoshuziliaodoushicongjianxiaohuiludiangandejiaodulaitanzhegebaifangjuliwenti。queshi,jianxiaodianganshiyigezhongyaoyuanyin,danshihaiyouyigezhongyaodeyuanyindaduoshuziliaodoumeiyoutiji,najiushidianrongquoubanjingwenti。ruguodianrongbaifanglixinpianguoyuan,chaochuletadequoubanjing,dianrongjiangshiqutadequoudezuoyong。
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(wei)0,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2.4厘li米mi。不bu同tong的de電dian容rong,諧xie振zhen頻pin率lv不bu同tong,去qu耦ou半ban徑jing也ye不bu同tong。對dui於yu大da電dian容rong,因yin為wei其qi諧xie振zhen頻pin率lv很hen低di,對dui應ying的de波bo長chang非fei常chang長chang,因yin而er去qu耦ou半ban徑jing很hen大da,這zhe也ye是shi為wei什shen麼me我wo們men不bu太tai關guan注zhu大da電dian容rong在zai電dian路lu板ban上shang放fang置zhi位wei置zhi的de原yuan因yin。對dui於yu小xiao電dian容rong,因yin去qu耦ou半ban徑jing很hen小xiao,應ying盡jin可ke能neng的de靠kao近jin需xu要yao去qu耦ou的de芯xin片pian,這zhe正zheng是shi大da多duo數shu資zi料liao上shang都dou會hui反fan複fu強qiang調tiao的de,小xiao電dian容rong要yao盡jin可ke能neng近jin的de靠kao近jin芯xin片pian放fang置zhi。
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