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”,wangwangjingyangaosuwomenqishinaxielaogongchengshiyeshizhiyouyibufenrencaizhenzhengzhangwoqizhongdeaomiao,womenyikaishibuhuiyebuyongnanguo,duokankanziliaohenkuaijiunengzhangwode。
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。

電dian容rong去qu耦ou的de一yi個ge重zhong要yao問wen題ti是shi電dian容rong的de去qu耦ou半ban徑jing。大da多duo數shu資zi料liao中zhong都dou會hui提ti到dao電dian容rong擺bai放fang要yao盡jin量liang靠kao近jin芯xin片pian,多duo數shu資zi料liao都dou是shi從cong減jian小xiao回hui路lu電dian感gan的de角jiao度du來lai談tan這zhe個ge擺bai放fang距ju離li問wen題ti。確que實shi,減jian小xiao電dian感gan是shi一yi個ge重zhong要yao原yuan因yin,但dan是shi還hai有you一yi個ge重zhong要yao的de原yuan因yin大da多duo數shu資zi料liao都dou沒mei有you提ti及ji,那na就jiu是shi電dian容rong去qu耦ou半ban徑jing問wen題ti。如ru果guo電dian容rong擺bai放fang離li芯xin片pian過guo遠yuan,超chao出chu了le它ta的de去qu耦ou半ban徑jing,電dian容rong將jiang失shi去qu它ta的de去qu耦ou的de作zuo用yong。
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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