去耦电容的选择

  有许多同志在设计电路和制作PCB的过程中,对去耦电容的选择还是缺乏认识甚至是存在很大的盲目性。这里就涉及的问题谈谈一二。

  利用去耦电容滤除电路板上电源的高频噪声是工程中常用的方法。好的高频去耦电容电路可去除高达1GHz的高频成分。设计印制电路板的时,每个集成电路的电源和地之间都要加一个去耦电容。通常,瓷介电容和多层瓷介电容的高频特性较好。

  去耦电容一般作如下作用:

  1)、旁路掉器件的高频噪声(在电源和地之间为高频噪声提供低阻抗通路)。一般而言,工作频率越高,电容值越大,则电容的阻抗越小。

  2)、作IC的储能电容,利用电容充放电原理提供和吸收该IC开门关门瞬间的充放电能。

  在实际应用中,数字电路中典型的0.1uF去耦电容有5nH的分布电感,并行共振频率约为7MHz(只对此频率一下的噪声有较好的去耦作用)。而1uF、10uF的电容,平行共振频在20MHz以上,去除高频噪声的效果要好些。在电源进入印制板的地方放置一个1uF或10uF的高频去耦电容往往是有利的,即使是电池供电的系统也需要这种电容。

每10片左右的IC要加一片充放电电容(蓄放电容),大小一般可选10uF。最好不用电解电容,因为电解电容是两层薄膜卷起来的,这种结构在高频是表示为电感,最好选用钽电容或聚碳酸酯电容。

  去耦电容值的取法不严格,一般可按公式C=1/f计算。对于微控制系统选0.1uF~0.01uF即可。同时在高频电路中要尽量使用贴片式的。顺便提一下,在实际应用当中,并不是电容越大,对高速电路就越有利的,相反,小电容才能被应用于高频电路。原因涉及到电容的寄生参数(如等效串联电阻、等效串联电感、泄漏电阻、介质吸收电容、介质吸收电阻等)对滤波效果的影响问题。这里作简单说明一下:电容的谐振频率由其等效串联电感和容值C共同决定,这两者的变化都会影响电容的谐振频率。电容在谐振点附近的阻抗是最低的,故设计时尽量选择谐振频率和实际工作频率相近的电容为佳。若工作的频率变化范围很大,则可选择一些谐振频率较低的大电容和谐振频率较高的小电容并用。

此外,在设计过程中选择电容还得考虑电容的介电常数、绝缘性、温度特性、耐压等影响。在高速PCB板中对电容的处理可总结如下几点:

  A.减少电容的引线或引脚的长度

  B.尽量使用宽的连线

  C.优先并尽量选用贴装的电容

  D.电容要尽量靠近器件的电源引脚并与之直接相连

  E.电容之间别共用过孔

  F.电容的过孔要尽量靠近其焊盘(能打在焊盘上最佳)

  简单而言就是要降低电感。

本文章摘自网友博客,原文地址为:http://yingsu.blog.ifeng.com

去耦电容的选择

时间: 08-05

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