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(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。

lijiequoubanjingzuihaodebanfajiushikaochazaoshengyuanhedianrongbuchangdianliuzhijiandexiangweiguanxi。dangxinpianduidianliudexuqiufashengbianhuashi,huizaidianyuanpingmiandeyigehenxiaodejubuquyuneichanshengdianyaraodong,dianrongyaobuchangzheyidianliu(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2.4limi。butongdedianrong,xiezhenpinlvbutong,quoubanjingyebutong。duiyudadianrong,yinweiqixiezhenpinlvhendi,duiyingdebochangfeichangchang,yinerquoubanjinghenda,zheyeshiweishenmewomenbutaiguanzhudadianrongzaidianlubanshangfangzhiweizhideyuanyin。duiyuxiaodianrong,yinquoubanjinghenxiao,yingjinkenengdekaojinxuyaoquoudexinpian,zhezhengshidaduoshuziliaoshangdouhuifanfuqiangtiaode,xiaodianrongyaojinkenengjindekaojinxinpianfangzhi。
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