电源的管脚为什么一定要加电容?具体应该怎么加?

2019-08-21 14:22:58 来源:CNTR
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除了电阻之外,在我们的设计中,用的最多的器件便是电容。不要轻视这些小小的电容,他们的作用非常大,如果在电路中用的地方不好,会非常影响电路的功能。

 


 
PCB设计过程中电源的管脚为什么要加许多电容?
 
大家最常听到的是软件工程师靠年龄,硬件工程师靠经验,越老越吃香。经验?自己工作过程中总结的?师兄/前辈传承的?不管经验从而何来,总归是用对了。今天我们也不讲原理,就讲为什么要用这些电容。
 
任何一个系统中,不可或缺的电源对整个系统影响非常大,如何提供给负载们一个干净稳定的电压尤为重要。
 


 
理想中常用3.3v电源
 
你真实测到的电源可能是这样的。崩溃吗?
 


 
为什么会变成这样?在3.3v的DC上叠加了各种高频率的噪声,这些噪声是由于电源转换器,或者受到外界高频的噪音干扰而产生的。


 
这样DC供电电压不仅会影响本负载区域内的电路的工作,也会影响到其它连接在同一个VCC上的其它负载的工作,有可能导致那些负载的电路工作出现问题。
 


 
唯一能做的就是将每个负载的问题控制在其区域内,不干扰其他负载的正常工作。当然,还需要在控制源头,让电源产生电路的输出电压要稳定。


 
这时候电容就登场了,利用电容充放电的原理,通俗的讲,外部高压高于电容极板两端电压时对极板充电,低于电容极板两端电压时对极板放电,在充/放电之间,就把电压中的“波”(高频)起伏削弱了,从而起平抑电压的作用,电压就变的平稳了。
 


 
正确的电容接法:
 


 

看完以上,大家明白为什么要加电容了吗?
 
电源管脚的去耦电容该怎么放置?
小电容靠近管脚放置,大电容放置在IC周围,又是经验总结,大家都是这么放的吧?那为什么要这样放置呢?——根据电容去偶半径总结。如果放置的电容超过了去耦半径,那就会失去的真正作用。容值最小的电容,有最高的谐振频率,去耦半径最小,因此放在最靠近芯片的位置。依次,容值大一点的就稍远。另外一个原因是:如果电容离IC电源引脚较远,则布线阻抗将减小电容的效力。

 
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