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你知道这些PCB设计电容中必须要了解的知识点吗

今天,我要给大家分享一下PCB设计电容中必须要知道的知识点,期待对大家的PCB设计有作用。

去耦电容:电源附近的

旁路电容:芯片的电源管脚根部,10-0.1-0.01uF电容组,用于滤除高频噪声,防止自己影响别人。大电容负责低频段,小电容负责高频段。10uF/0.1uF,4.7uF/0.01uF,10uF/0.01uF

除此之外,大电容的作用是储存,稳定电荷,小电容作用是短路高频噪声

关于旁路电容走线

先经过大电容,在经过小电容

小电容靠近芯片电源引脚,大电容靠近小电容

电容组的电容接地点必须是一个相同的地平面

接入大的,低阻的地平面

需要一开始就注意防止高频的能量进入芯片,一半通过组合电解电容(低频去耦)陶瓷电容(高频去耦)完成

注意极性和耐压

在高频情况下,印刷电路板上的布线的分布电容会起作用,当长度大于噪声频率相应波长的1/20时,就会产生天线效应,噪声就会通过布线向外发射。

所以,在高频电路中,千万不要认为,把地线的某个地方接了地,这就是“地线”。一定要以小于λ/20的间距,在布线上打过孔,与多层板的地平面“良好接地”。

常用电容器的分类

电容的选取要慎重,一般可选择较知名的电容品牌,如TDK电容、国巨电容等,作为质量的保证。

(1)铝电解电容

铝电解电容为有极性电容,在电路中它的“+”极必须要接电位较高的一端。

优点:容量大,能耐受大的脉动电流。

缺点:容量误差大,泄漏电流大;普通电解电容器不适于在高频和低温下应用,不宜使用在25kHz以上频率。

用途:低频旁路、信号耦合、电源滤波。

(2)钽电解电容

钽电解电容也为有极性电容。实物照片如图5(b)所示。

优点:温度特性、频率特性和可靠性均优于普通电解电容器,特别是漏电流极小,寿命长,容量误差小,而且体积小,单位体积下能得到最大的电容电压乘积。

缺点:对脉动电流的耐受能力差,若损坏易呈短路状态,价格较高。

用途:在许多场合可替代铝电解电容,用于超小型高可靠性设备中。

(3)单片陶瓷电容

是目前用量较大的电容。实物照片如图5(c)所示。

优点:温度和频率稳定性都很好,损耗低,寿命长。

缺点:不能做成大容量电容。

用途:高频滤波、振荡和耦合等。

电容的容抗

在电路中电容有一个很重要的作用,就是通交流、隔直流。若一个直流电压加在电容的一端,则电容稳定后 (即充放电过程完成后),在电容的另一端不能感受到这个电压,即直流被隔开,这一点我们从RC充放电回路也可以看出来;若输入Vi是一个交流信号,则Vo 会输出同频率的交流信号,且输入交流信号频率越高,输出Vo的幅度就越大,即交流信号通过了这个电容。

其实我们可以这样来理解,交流信号的幅度和方向都是随时间变化的,而电容对电压的反应是有隋性的,即它 两端的电压不能突变。当电容器一个极板的电位随输入信号变化较快时,电容器两端的电压变化较慢,则引起它的另一个极板的电位也跟着以同样的方式变化。这样 以来,虽然有一些损失(电容两端电压毕竟变化了一点),但也相当于交流信号通过了这个电容器。而且,输入信号变化的越快(即频率越高),电容器容量越大 (即它两端的电压变化越慢),就越容易通过。

在电路中,电容器C对信号的容抗为:

式中f为信号的频率,单位为赫兹,容抗XC的单位为欧姆。


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