PCB部落格 - 淺談PCB板中去耦電容器的設計

上 PCB電路板, 旁路和去耦是指防止有用能量從一個電路傳遞到另一個電路，並改變雜訊能量的傳輸路徑, 從而提高配電網絡的質量. 它有三個基本概念：權力, 地面, 組件和內層的電源連接. 去耦是指當設備高速切換時，射頻能量從高頻設備的電源側釋放到配電網絡. 去耦電容器還為設備和組件提供局部直流電源, 這有助於减少整個電路板上的電流傳播浪湧尖峰.

在數位電路和IC控制器電路中，電源去耦是必要的。 當直流能量被元件切換耗散時，在沒有去耦電容器的配電網絡中發生暫態尖峰。 這是因為電源網絡中存在一定的電感，去耦電容器可以提供無電感或小電感的本地電源。 通過去耦電容器將電壓保持在恒定參考點，防止了錯誤的邏輯轉換，並减少了雜訊產生，因為它為高速開關電流提供了環路區域，而不是組件和遠程電源之間的大再迴圈區域。 PCB中的去耦電容器可以大大减少電流回路面積。 去耦電容器的另一個功能是提供局部能量存儲源，這可以减少電源的輻射路徑。 電路中射頻能量的產生與I·a·f成比例，其中I是返回電流； A是回路的面積，f是電流的頻率。 由於電流和頻率是在設備選擇時確定的，囙此减少電流回路面積以减少輻射是重要的。 在具有去耦電容器的電路中，電流在小的射頻電流回路中流動，從而降低射頻能量。 通過放置去耦電容器可以獲得較小的環路面積。

ÎU是接地線上L·di/dt產生的雜訊，該雜訊在去耦電容器中流動。 該“U”驅動電路板上的接地結構和配電系統中的共模電壓流過電路板。 囙此，降低ÎU與接地阻抗以及去耦電容器的使用和位置有關。

去耦也是通過在訊號和電源線和平面之間提供低阻抗電源來克服物理和時序限制的一種方法。 在頻率新增到自諧振點之前，去耦電容器的阻抗將隨著頻率的新增而變得越來越低，從而高頻雜訊將有效地從訊號線中放電，剩餘的低頻輻射能量將不受影響。 根據去耦電容器的原理，如果新增從電力線吸收能量的難度，大部分能量將從去耦電容獲得，充分發揮去耦電容的作用，同時電力線也會產生較小的di/dt雜訊。 根據這種方法，可以人為地新增電源線上的阻抗。

在IC的電源線上串聯連接鐵氧體磁珠是一種常見的方法. 因為鐵氧體磁珠對高頻電流具有較大的阻抗, 增强了電源去耦電容器的效果. 旁路是將不必要的共模射頻能量從組件或電纜中釋放出來. 其本質是創建一個交流支路，從敏感區域釋放不需要的能量. 此外, 它還提供過濾功能. 其濾波能力顯然也受到其自身頻寬的限制. 旁路有時統稱為過濾設計. 旁路或濾波通常應用於電源和接地之間, 訊號和地之間, 或者在不同的理由之間. 它不同於解耦. 但電容器的使用管道也是如此, 所以通常所說的電容器適用於去耦和旁路. 當所使用的訊號引脚在電容性負載下同時切換時，能量存儲用於維持提供給設備的恒定直流電壓和電流. 它還可以防止由於di導致的功率下降/裝置中的dt電流浪湧. 中頻去耦屬於高頻範疇, 那麼儲能可以理解為低頻電能的範疇 PCB板.