
支招PCB布線:去耦電容的擺放技巧
發(fā)布時間:2016-07-28 責(zé)任編輯:susan
【導(dǎo)讀】相信對做硬件的工程師,畢業(yè)開始進(jìn)公司時,在設(shè)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么這樣做。
就憑他們的幾句經(jīng)驗對我們來說是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的哦,當(dāng)然如果你沒有注意這些細(xì)節(jié)問題,今后又犯了,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(yuǎn)了起不到效果等等”,往往經(jīng)驗告訴我們其實那些老工程師也是只有一部分人才真正掌握其中的奧妙,我們一開始不會也不用難過,多看看資料很快就能掌握的。
直到被罵好幾次后我們回去找相關(guān)資料,為什么設(shè)計PCB電容要就近擺放呢,等看了資料后就能了解一些,可是網(wǎng)上的資料很雜散,很少能找到一個很全方面講解的。下面這些內(nèi)容是我轉(zhuǎn)載的一篇關(guān)于電容去耦半徑的講解,相信你看了之后可以很牛x的回答和避免類似問題的發(fā)生。
老師問: 為什么去耦電容就近擺放呢?
學(xué)生答: 因為它有有效半徑哦,放的遠(yuǎn)了失效的。

電容去耦的一個重要問題是電容的去耦半徑。大多數(shù)資料中都會提到電容擺放要盡量靠近芯片,多數(shù)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(shù)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(yuǎn),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(bǔ)償電流之間的相位關(guān)系。當(dāng)芯片對電流的需求發(fā)生變化時,會在電源平面的一個很小的局部區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生電壓擾動,電容要補(bǔ)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(zhì)中傳播需要一定的時間,因此從發(fā)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(bǔ)償電流到達(dá)擾動區(qū)也需要一個延遲。因此必然造成噪聲源和電容補(bǔ)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(bǔ)償效果最好,我們以這個頻率來衡量這種相位關(guān)系。
當(dāng)擾動區(qū)到電容的距離達(dá)到時,補(bǔ)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(bǔ)償電流不再起作用,去耦作用失效,補(bǔ)償?shù)哪芰繜o法 及時送達(dá)。為了能有效傳遞補(bǔ)償能量,應(yīng)使噪聲源和補(bǔ)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(bǔ)償能量傳遞越多,如果距離為0,則補(bǔ)償能量百分之百傳遞到擾動區(qū)。這就要求噪聲源距離電容盡可能的近,要遠(yuǎn)小于。實際應(yīng)用中,這一距離最好控制在(λ/40 -λ/50)之間,這是一個經(jīng)驗數(shù)據(jù)。
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(shè)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,大約等于2.4厘米。
本例中的電容只能對它周圍2.4厘米范圍內(nèi)的電源噪聲進(jìn)行補(bǔ)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(yīng)的波長非常長,因而去耦半徑很大,這也是為什么我們不太關(guān)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(yīng)盡可能的靠近需要去耦的芯片,這正是大多數(shù)資料上都會反復(fù)強(qiáng)調(diào)的,小電容要盡可能近的靠近芯片放置。
特別推薦
- 破局PMIC定制困境:無代碼方案加速產(chǎn)品落地
- 線繞電阻與碳膜電阻技術(shù)對比及選型指南
- 超越毫秒級響應(yīng)!全局快門圖像傳感器如何驅(qū)動視覺系統(tǒng)效能躍升
- 立體視覺的“超感進(jìn)化”:軟硬件協(xié)同突破機(jī)器人感知極限
- 線繞電阻與金屬膜電阻技術(shù)對比及選型指南
- MOSFET技術(shù)解析:定義、原理與選型策略
- 光敏電阻從原理到國產(chǎn)替代的全面透視與選型指南
技術(shù)文章更多>>
- 線繞電阻與金屬氧化物電阻技術(shù)對比及選型指南
- 運(yùn)動追蹤+沖擊檢測雙感知!意法半導(dǎo)體微型AI傳感器開啟智能設(shè)備新維度
- 超聲波清洗暗藏"芯片密碼":二氧化硅顆粒撞擊機(jī)理揭秘
- 如何通過 LLC 串聯(lián)諧振轉(zhuǎn)換器優(yōu)化LLC-SRC設(shè)計?
- 科技自立自強(qiáng) 筑牢強(qiáng)國之基——金天國際全球首發(fā)雪蓮養(yǎng)護(hù)貼活力型引領(lǐng)生命養(yǎng)護(hù)革命
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
獨(dú)石電容
端子機(jī)
斷路器
斷路器型號
多層PCB
多諧振蕩器
扼流線圈
耳機(jī)
二極管
二極管符號
發(fā)光二極管
防靜電產(chǎn)品
防雷
防水連接器
仿真工具
放大器
分立器件
分頻器
風(fēng)力渦輪機(jī)
風(fēng)能
風(fēng)扇
風(fēng)速風(fēng)向儀
風(fēng)揚(yáng)高科
輔助駕駛系統(tǒng)
輔助設(shè)備
負(fù)荷開關(guān)
復(fù)用器
伽利略定位
干電池
干簧繼電器