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拆分去耦电容,提高电路稳定性

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:一个去耦电容与一个电源总线的杂散阻抗组合起来也可以被看做是一个滤波器。f是以MHz为单位的频率。因此,对一个最高频率为300MHz的情况下,PCB使用的是FR4介质的话,两个去耦电容的最大间距应该为50mm。显然,这个技术也可以采用三个或更多个去耦电容沿着电源线条以串联方式串接起来,以获得更好的滤波效果。

拆分去耦电容,提高电路稳定性

一个去耦电容与一个电源总线的杂散阻抗组合起来也可以被看做是一个滤波器。对于只有单个电容的滤波器的问题是与滤波器输入和输出端有关的电源环路享用一个公共界面——电容器,从而使得与输入环路有关的磁力线可以与输出环路形成相当强的耦合(反之亦然)。在滤波器输入和输出环路之间所导致的互电感,在实际应用中会降低滤波器所获得的衰减。

解决这个问题的一个办法已在相关文献中有所描述。在本篇第1章中也曾使用过这个办法。那就是在滤波器中,在沿着一个电源线条上使用两个间隔相当距离的两个相串联的去耦电容。但是,它们的间距又不能超过所关心的最高频率在PCB介质中波长的十分之一(1/10)。这里,波长由300/(f978-7-111-42955-5-Part02-71.jpg)给出[以m(米)为单位]。f是以MHz为单位的频率。k是PCB基板材料的相对介电常数(在有些场合,往往使用符号εr来代替k)。我们都已熟悉,在频率为1MHz以上时,FR4材料通常的k值为4.0。因此,对一个最高频率为300MHz的情况下,PCB使用的是FR4介质的话,两个去耦电容的最大间距应该为50mm。

倘若元器件的位置设置和线条布线是在经过仔细考虑后设计完成的话,那么在不会损害到这两个环路之间所获得的结构上分离的情况下,输入和输出环路之间的互感就会有相当可观的降低。两个去耦电容间的间距为λ/10的限制防止了在两个去耦电容之间新形成的电流环路形成谐振的可能,就像在输入和输出环路非常靠近的情况下会形成耦合一样。显然,这个技术也可以采用三个或更多个去耦电容沿着电源线条以串联方式串接起来,以获得更好的滤波效果。(www.xing528.com)

解决这个问题的一个办法已在相关文献中有所描述。在本篇第1章中也曾使用过这个办法。那就是在滤波器中,在沿着一个电源线条上使用两个间隔相当距离的两个相串联的去耦电容。但是,它们的间距又不能超过所关心的最高频率在PCB介质中波长的十分之一(1/10)。这里,波长由300/(f978-7-111-42955-5-Part02-71.jpg)给出[以m(米)为单位]。f是以MHz为单位的频率。k是PCB基板材料的相对介电常数(在有些场合,往往使用符号εr来代替k)。我们都已熟悉,在频率为1MHz以上时,FR4材料通常的k值为4.0。因此,对一个最高频率为300MHz的情况下,PCB使用的是FR4介质的话,两个去耦电容的最大间距应该为50mm。

倘若元器件的位置设置和线条布线是在经过仔细考虑后设计完成的话,那么在不会损害到这两个环路之间所获得的结构上分离的情况下,输入和输出环路之间的互感就会有相当可观的降低。两个去耦电容间的间距为λ/10的限制防止了在两个去耦电容之间新形成的电流环路形成谐振的可能,就像在输入和输出环路非常靠近的情况下会形成耦合一样。显然,这个技术也可以采用三个或更多个去耦电容沿着电源线条以串联方式串接起来,以获得更好的滤波效果。

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