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云恒制造01-2409:57電容去耦的一個重要問題是電容的去耦半徑。大多數資料中都會提到電容擺放要盡量靠近芯片，多數資料都是從減小回路電感的角度來談這個擺放距離問題。確實，減小電感是一個重要原因，但是還有一個重要的原因大多數資料都沒有提及，那就是電容去耦半徑問題。如果電容擺放離芯片過遠，超出了它的去耦半徑，電容將失去它的去耦的作用。理解去耦半徑最好的辦法就是考察噪聲源和電容補償電流之間的相位關系。當芯片對電流的需求發生變化時，會在電源平面的一個很小的局部區域內產生電壓擾動，電容要補償這一電流(或電壓)，就必須先感知到這個電壓擾動。信號在介質中傳播需要一定的時間，因此從發生局部電壓擾動到電容感知到這一擾動之間有一個時間延遲。同樣，電容的補償電流到達擾動區也需要一個延遲。因此必然造成噪聲源和電容補償電流之間的相位上的不一致。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系。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，補償的能量無法及時送達。為了能有效傳遞補償能量，應使噪聲源和補償電流的相位差盡可能的小，最好是同相位的。距離越近，相位差越小，補償能量傳遞越多，如果距離為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，要遠小于。實際應用中，這一距離最好控制在（λ40 -λ50）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后總的寄生電感為1.6nH，那么其安裝后的諧振頻率為125.8MHz，諧振周期為7.95ps。假設信號在電路板上的傳播速度為166psinch，則波長為47.9英寸。電容去耦半徑為47.950=0.958英寸，大約等于2.4厘米。本例中的電容只能對它周圍2.4厘米范圍內的電源噪聲進行補償，即它的去耦半徑2.4厘米。不同的電容，諧振頻率不同，去耦半徑也不同。對于大電容，因為其諧振頻率很低，對應的波長非常長，因而去耦半徑很大，這也是為什麼我們不太關注大電容在電路板上放置位置的原因。對于小電容，因去耦半徑很小，應盡可能的靠近需要去耦的芯片，這正是大多數資料上都會反復強調的，小電容要盡可能近的靠近芯片放置。PCB布局時去耦電容擺放技巧與安裝尖峰電流的抑制方法1、在電路板布線上采取措施，使信號線的雜散電容降到最小；2、 另一種方法是設法降低供電電源的內阻，使尖峰電流不至于引起過大的電源電壓波動；3、 通常的做法是使用去耦電容來濾波，一般是在電路板的電源入口處放一個1uF～10uF的去耦電容，濾除低頻噪聲；在電路板內的每一個有源器件的電源和地之間放置一個0.01uF～0.1uF的去耦電容（高頻濾波電容），用于濾除高頻噪聲。濾波的目的是要濾除疊加在電源上的交流干擾，但并不是使用的電容容量越大越好，因為實際的電容并不是理想電容，不具備理想電容的所有特性。去耦電容的選取可按C=1F計算，其中F為電路頻率，即10MHz取0.1uF，100MHz取0.01uF。一般取0.1~0.01uF均可。放置在有源器件傍的高頻濾波電容的作用有兩個，其一是濾除沿電源傳導過來的高頻干擾，其二是及時補充器件高速工作時所需的尖峰電流。所以電容的放置位置是需要考慮的。　PCB布局時去耦電容擺放技巧實際的電容在低于Fr的頻率呈現容性，而在高于Fr的頻率上則呈現感性，所以電容更像是一個帶阻濾波器。10uF的電解電容由于其ESL較大，Fr小于1MHz，對于50Hz這樣的低頻噪聲有較好的濾波效果，對上百兆的高頻開關噪聲則沒有什麼作用。電容的ESR和ESL是由電容的結構和所用的介質決定的，而不是電容量。通過使用更大容量的電容并不能提高抑制高頻干擾的能力，同類型的電容，在低于Fr的頻率下，大容量的比小容量的阻抗小，但如果頻率高于Fr，ESL決定了兩者的阻抗不會有什麼區別。電路板上使用過多的大容量電容對于濾除高頻干擾并沒有什麼幫助，特別是使用高頻開關電源供電時。另一個問題是，大容量電容過多，增加了上電及熱插拔電路板時對電源的沖擊，容易引起如電源電壓下跌、電路板接插件打火、電路板內電壓上升慢等問題。電容的安裝在安裝電容時，要從焊盤拉出一小段引出線，然后通過過孔和電源平面連接，接地端也是同樣。這樣流經電容的電流回路為：電源平面→過孔→引出線→焊盤→電容→焊盤→引出線→過孔→地平面。第一種方法從焊盤引出很長的引出線然后連接過孔，這會引入很大的寄生電感，一定要避免這樣做，這是最糟糕的安裝方式。第二種方法在焊盤的兩個端點緊鄰焊盤打孔，比第一種方法路面積小得多，寄生電感也較小，可以接受。第三種在焊盤側面打孔，進一步減小了回路面積，寄生電感比第二種更小，是比較好的方法。第四種在焊盤兩側都打孔，和第三種方法相比，相當于電容每一端都是通過過孔的并聯接入電源平面和地平面，比第三種寄生電感更小，只要空間允許，盡量用這種方法。最后一種方法在焊盤上直接打孔，寄生電感最小，但是焊接是可能會出現問題，是否使用要看加工能力和方式。推薦使用第三種和第四種方法。需要強調一點：有些工程師為了節省空間，有時讓多個電容使用公共過孔，任何情況下都不要這樣做。最好想辦法優化電容組合的設計，減少電容數量。由于印制線越寬，電感越小，從焊盤到過孔的引出線盡量加寬，如果可能，盡量和焊盤寬度相同。這樣即使是0402封裝的電容，你也可以使用20mil寬的引出線。引出線和過孔安裝如下圖所示，注意圖中的各種尺寸。對于大尺寸的電容，比如板級濾波所用的鉭電容，推薦用下圖中的安裝方法。（文章整理自網絡，版權歸原作者所有，如有侵權，請聯系刪除！）云恒制造最近更新：01-2409:57簡介:全球領先的電子制造服務商，提供一站式服務

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