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          PCB設計電容中必須要知道的知識點

          PCB設計電容中必須要知道的知識點

          2020-08-18 10:30

            去耦電容:電源附近的

            旁路電容:芯片的電源管腳根部,10-0.1-0.01uF電容組,用于濾除高頻噪聲,防止自己影響別人。大電容負責低頻段,小電容負責高頻段。10uF/0.1uF,4.7uF/0.01uF,10uF/0.01uF

            除此之外,大電容的作用是儲存,穩定電荷,小電容作用是短路高頻噪聲

            關于旁路電容走線

            先經過大電容,在經過小電容

            小電容靠近芯片電源引腳,大電容靠近小電容

            電容組的電容接地點必須是一個相同的地平面

            接入大的,低阻的地平面

            需要一開始就注意防止高頻的能量進入芯片,一半通過組合電解電容(低頻去耦)陶瓷電容(高頻去耦)完成

            注意極性和耐壓

            在高頻情況下,印刷電路板上的布線的分布電容會起作用,當長度大于噪聲頻率相應波長的1/20時,就會產生天線效應,噪聲就會通過布線向外發射。

            所以,在高頻電路中,千萬不要認為,把地線的某個地方接了地,這就是“地線”。一定要以小于λ/20的間距,在布線上打過孔,與多層板的地平面“良好接地”。

            常用電容器的分類

            電容的選取要慎重,一般可選擇較知名的電容品牌,如TDK電容、國巨電容等,作為質量的保證。

           ?。?)鋁電解電容

            鋁電解電容為有極性電容,在電路中它的“+”極必須要接電位較高的一端。

            優點:容量大,能耐受大的脈動電流。

            缺點:容量誤差大,泄漏電流大;普通電解電容器不適于在高頻和低溫下應用,不宜使用在25kHz以上頻率。

            用途:低頻旁路、信號耦合、電源濾波。

           ?。?)鉭電解電容

            鉭電解電容也為有極性電容。

            優點:溫度特性、頻率特性和可靠性均優于普通電解電容器,特別是漏電流極小,壽命長,容量誤差小,而且體積小,單位體積下能得到最大的電容電壓乘積。

            缺點:對脈動電流的耐受能力差,若損壞易呈短路狀態,價格較高。

            用途:在許多場合可替代鋁電解電容,用于超小型高可靠性設備中。

           ?。?)單片陶瓷電容

            是目前用量較大的電容。實物照片如圖5(c)所示。

            優點:溫度和頻率穩定性都很好,損耗低,壽命長。

            缺點:不能做成大容量電容。

            用途:高頻濾波、振蕩和耦合等。

            電容的容抗

            在電路中電容有一個很重要的作用,就是通交流、隔直流。若一個直流電壓加在電容的一端,則電容穩定后 (即充放電過程完成后),在電容的另一端不能感受到這個電壓,即直流被隔開,這一點我們從RC充放電回路也可以看出來;若輸入Vi是一個交流信號,則Vo 會輸出同頻率的交流信號,且輸入交流信號頻率越高,輸出Vo的幅度就越大,即交流信號通過了這個電容。

            其實我們可以這樣來理解,交流信號的幅度和方向都是隨時間變化的,而電容對電壓的反應是有隋性的,即它 兩端的電壓不能突變。當電容器一個極板的電位隨輸入信號變化較快時,電容器兩端的電壓變化較慢,則引起它的另一個極板的電位也跟著以同樣的方式變化。這樣 以來,雖然有一些損失(電容兩端電壓畢竟變化了一點),但也相當于交流信號通過了這個電容器。而且,輸入信號變化的越快(即頻率越高),電容器容量越大 (即它兩端的電壓變化越慢),就越容易通過。

            在電路中,電容器C對信號的容抗為:

            

            式中f為信號的頻率,單位為赫茲,容抗XC的單位為歐姆。

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