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去耦濾波電容怎么布局擺放,到底是先大后小還是先小后大?

對于噪聲敏感的IC電路,為了達到更好的濾波效果,通常會選擇使用多個不同容值的電容并聯(lián)方式,以實現(xiàn)更寬的濾波頻率,如在IC電源輸入端用1μF、100nF和10nF并聯(lián)可以實現(xiàn)更好的濾波效果。那現(xiàn)在問題來了,這幾個不同規(guī)格的電容在PCB布局時該怎么擺,電源路徑是先經(jīng)大電容然后到小電容再進入IC,還是先經(jīng)過小電容再經(jīng)過大電容然后輸入IC。

對于噪聲敏感的IC電路,為了達到更好的濾波效果,通常會選擇使用多個不同容值的電容并聯(lián)方式,以實現(xiàn)更寬的濾波頻率,如在IC電源輸入端用1μF、100nF和10nF并聯(lián)可以實現(xiàn)更好的濾波效果。那現(xiàn)在問題來了,這幾個不同規(guī)格的電容在PCB布局時該怎么擺,電源路徑是先經(jīng)大電容然后到小電容再進入IC,還是先經(jīng)過小電容再經(jīng)過大電容然后輸入IC。

我們知道,在實際應用中,電容不僅僅是理想的電容C,還具有等效串聯(lián)電阻ESR及等效串聯(lián)電感ESL,如下圖所示為實際的電容器的簡化模型:

在高速電路中使用電容需要關(guān)注一個重要的特性指標為電容器的自諧振頻率,電容自諧振頻率公式表示為:

自諧振頻率點是區(qū)分電容器是容性還是感性的分界點,低于諧振頻率時電容表現(xiàn)為電容特性,高于諧振頻率是電容表現(xiàn)為電感特性,只有在自諧振頻率點附近電容阻抗較低,因此,實際去耦電容都有一定的工作頻率范圍,只有在其自諧振頻率點附近頻段內(nèi),電容才具有很好的去耦作用,使用電容器進行電源去耦時需要特別注意這一點。

電容的特性阻抗可表示為:

可見大電容(1uF)的自諧振點低于小電容(10nF),相應的,大電容對安裝的PCB電路板上產(chǎn)生的寄生等效串聯(lián)電感ESL的敏感度小于小電容。

所以,小電容應該盡量靠近IC的電源引腳擺放,大電容的擺放位置相對寬松一些,但都應該盡量靠近IC擺放,不能離IC距離太遠,超過其去耦半徑,便會失去去耦作用。正確方法和錯誤方法如下圖:

整體電路示意如下:

以上方式供大家參考。

 


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