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PCB部落格 - 介紹高速PCB板設計電容器的應用

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介紹高速PCB板設計電容器的應用

2022-03-03
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Author:pcb

PCB的中文名稱為 印刷電路板 因為它是由電子印刷製成的, 所以它被稱為“印刷”電路板. 我的國家 PCB板 開發工作始於1.956年, 從1963.年到1978年, 它逐漸擴大,形成 PCB板 工業. 改革開放20多年, 由於引進國外先進科技和設備, 單面的, 雙面和多層板得到了快速發展, 以及國內 PCB板 工業逐漸由小發展到大. 2002年, 它成為第3大 PCB板 製作人. 2003年, 年產值和進出口額 PCB板 超過60億美元, 使其成為第二大 PCB板 全球製片人. 我的國家 PCB板 近年來工業保持了20%左右的快速增長, 預計在2010年左右超過日本, 成為一個活躍的國家 PCB板 產值和科技發展. Capacitance (or capacitance) is a physical quantity that characterizes the ability 屬於 a capacitor to hold charge. 將電容器兩個極板之間的電位差新增1伏所需的電量稱為電容器的電容. 在物理學方面, a capacitor is a static charge storage medium (like a bucket, 你可以把費用記進去, 在沒有放電回路的情况下, 消除介質洩漏和自放電效應更為明顯 / 電解電容, 可能有電荷, which is its characteristic), 它有廣泛的用途, 它是電子和電力領域不可或缺的電子元件. 主要用於電源濾波, 訊號濾波, 訊號耦合, 洪亮, 直流閉鎖和其他電路.

印刷電路板

1. The classification of capacitors
Capacitors are classified by application in circuit design, and capacitors can be divided into four categories:
1) AC coupling capacitor. 主要用於Ghz訊號的交流耦合.
2) Decoupling capacitors. 主要用於防止高速電路板的電源或接地雜訊.
3) Capacitors used in active or passive RC filtering or frequency selection networks.
4) Capacitors used in analog integrators and sample-and-hold circuits.

在本文中,我們將主要討論第二類去耦電容器. 電容器根據製造資料和工藝進行分類, mainly in the following different forms:
1.1 NPO Ceramic Capacitors
1.2 Polystyrene Ceramic Capacitors
1.3 Polypropylene capacitors
1.4 PTFE capacitors
1.5 MOS capacitors
1.6 Polycarbonate Capacitors
1.7 Mylar capacitors
1.8 Monolithic Ceramic Capacitors
1.9 Mica capacitors
1.10 Aluminum Electrolytic Capacitors
1.11 Tantalum Electrolytic Capacitors

2. The specific model and distribution 參數s of capacitance
In order to apply capacitors correctly and reasonably, 自然有必要瞭解電容器的具體模型以及模型中每個分佈參數的具體含義和功能. 與其他組件一樣, 實際電容器不同於“理想”電容器. 由於其封裝,“真實”電容器具有額外的電感和電阻特性, 資料, 等., 並且必須使用額外的“寄生”. 以電阻和電感元件形式的“元件”或“非理想”特性為特徵, 非線性和介電記憶特性. 從上圖中我們可以看出,電容器實際上應該由六部分組成. 除自身電容器C外, there are the following components:
2.1等效串聯電阻ESR RESR:電容器的等效串聯電阻由電容器的引脚電阻和串聯電容器的兩個極板的等效電阻組成. RESR causes the capacitor to dissipate energy (and thus losses) when there is a large AC current flowing through the capacitor. 這可能對攜帶高紋波電流的射頻電路和電源去耦電容器產生嚴重後果. 然而, 它不會對高阻抗精度產生很大影響, 小訊號類比電路. RESR的電容器為雲母電容器和薄膜電容器.
2.2等效串聯電感ESL語言, LESL:電容器的等效串聯電感由電容器的引脚電感和串聯電容器的兩塊板的等效電感組成. 像RESR, LESL可能在射頻或高頻操作方面存在嚴重問題, 儘管精密電路本身在直流或低頻下工作良好. 原因是精密類比電路中使用的電晶體在過渡頻率下的增益可擴展到數百兆赫或千兆赫茲, 並且可以用非常低的電感值放大諧振訊號.
2.3等效並聯電阻EPR RL:這就是我們通常所說的電容器洩漏電阻, RL是交流耦合應用中的一個重要因素, 類比積分器和採樣保持等存儲應用, 當電容器用於高阻抗電路時. parameter, 理想電容器中的電荷應僅隨外部電流變化. 然而, 真實電容器中的RL導致電荷以RC時間常數確定的速率緩慢洩漏.
2.4兩個參數RDA和CDA也是電容的分佈參數, 但在實際應用中影響相對較小, 所以這裡不介紹. 因此, 電容有3個重要的分佈參數:ESR, ESL, 和EPR. 最重要的是ESR和ESL. 事實上, 分析電容模型時, 通常僅使用RLC來簡化模型.
2.5現在, 在介紹詳細模型的基礎上, 我們討論在我們的設計中經常使用的兩種電容器.
2.6 Electrolytic capacitors (such as tantalum capacitors and aluminum electrolytic capacitors) have a large capacity. 由於其隔離電阻低, 等效並聯電阻EPR非常小, so the leakage current is very large (typical value is 5~20nA/mF), 囙此不適合存儲和耦合. 電解電容器更適合作為電源的旁路電容器,以穩定電源.
2.7單片陶瓷電容器更適用於高頻電路中的去耦電容器, 因為它們的等效串聯電感非常低, 那就是, 等效串聯電感的ESL很小, 它們有一個寬的去耦頻帶. 這與他的結構構成有很大關係. 單片陶瓷電容器由多層層間金屬膜和陶瓷膜組成, 這些多層膜與母線平行排列,而不是串聯纏繞. of.
2.本周8, 我們討論了電容器的詳細等效模型. 我相信現在每個人都應該對電容器有深刻的瞭解. 下周我們將繼續討論. 我們將實際分析應用中經常使用的電容器的簡化等效模型., 他的阻抗曲線的起源和意義.

3. Simplified model of capacitance and impedance curve
For the convenience of analysis, 由串聯等效電阻ESR組成的RLC模型, 在實際分析中經常使用串聯等效電感ESL和電容. RLC (Radio Link Control) is a radio link control layer protocol in wireless communication systems such as GPRS/WCDMA/TD-SCDMA/長期演進科技. 在WCDMA系統中, RLC層位於MAC層之上,是L2的一部分, 為用戶和控制數據提供分段和重傳服務. 每個RLC實體由RRC配寘, and there are three modes according to the service type: Transparent Mode (TM), Unacknowledged Mode (UM), Acknowledged Mode (AM). 在控制平面中, the service provided by the RLC to the upper layer is the radio signaling bearer (SRB); in the user plane, 當服務未使用PDCP和BMC協定時, the RLC provides the radio bearer (RB) to the upper layer; otherwise, RB服務由PDCP或BMC承載提供. 我們選擇電容器的標準是:1. 最低可能ESR電容器. 2. 電容器的諧振頻率值在 PCB板.