最有效的去耦電容器放置指南

對于填充PCBA的電子組件，就如何使用而言，最通用的組件可能是電容器?？梢钥隙ǖ氖?，電容器在結(jié)構(gòu)上是相當(dāng)簡單的組件。雖然，復(fù)雜度有所提高。這些包括能量密度遠高于更常見的電解電容器的超級電容器（或超級電容器），以及石墨烯超級電容器可以做得很小。這些進步令人振奮，可能只會增加電容器目前在PCB布局中所起的重要作用。包括信號去耦。讓我們?yōu)槟?/span>PCB布局定義最有益的去耦電容器放置準則，但首先，我們討論去耦對電路板信號和電源完整性的重要性。

PCBA上的信號去耦

傅里葉分析（以法國數(shù)學(xué)家讓·巴蒂斯特·約瑟夫，男爵·德·傅里葉命名），是分析周期函數(shù)最有用的工具之一，這些信號的幅度在固定周期內(nèi)以固定周期變化。這種分析的強大之處在于它可用于將任何模擬信號分解為具有不同組成頻率的一系列波形。這種隔離允許從原始信號中去除或過濾掉不需要頻率的信號。該濾波是精確去耦的一個示例，為此目的而使用的電路由電阻，電感和/或電容的某種組合組成。

由于其固有的儲能特性（阻止快速的電轉(zhuǎn)換），因此可以將電容器用于 電源和瞬態(tài)去耦。PCBA（尤其是復(fù)雜的PCBA）可能具有多個電源輸入，每個輸入都需要進行調(diào)節(jié)以確保驅(qū)動的組件（通常是處理器，FPGA，其他IC或放大器）接收正確的電壓電平。去耦電容器用于通過提供電流以維持電壓，同時在需要時將組件輸出轉(zhuǎn)換為合適的電平來執(zhí)行此平滑功能。電容器還用于消除由于IC內(nèi)邏輯門的恒定切換而可能在AC或DC電源軌中發(fā)生的瞬變。去耦電容器有效的程度取決于您選擇的類型，最重要的是取決于它們的放置。

信號和電源完整性的最佳去耦電容器放置指南

如上所述，去耦是基于頻率的信號分解和隔離的一種形式。因此，有必要了解要隔離的頻率或頻率范圍，以設(shè)計去耦解決方案。PCBA的最一般情況，可能會影響信號和電源完整性，是交流電與直流電的分離。通過遵循下面列出的一組良好的去耦電容器放置準則，可以最大程度地降低對電路板的配電網(wǎng)絡(luò)（PDN）以及輸入和輸出信號的負面影響。

有效地放置去耦電容器

l在信號源附近放置電容器

去耦電容器應(yīng)放置在離信號源盡可能近的位置。這意味著在IC的引腳處以及在連接器附近的輸入和輸出信號。

l串聯(lián)放置電容器以輸入和輸出信號走線

為了消除輸入和輸出信號中的低頻瞬變，電容應(yīng)與走線串聯(lián)放置。電容器將通過HF，同時阻止LF和DC。此外，應(yīng)將小電容用于HF瞬變，將大電容用于LF瞬變。

l將電容器并聯(lián)放置在電源引腳和地上

與用于輸入和輸出信號路徑的去耦相反，對于功率分配和接地，目標是消除交流或直流耦合。因此，電容器應(yīng)與信號路徑并聯(lián)放置。

l將電容器與電阻并聯(lián)，以減少HF EMI

去耦電容器也可以與電阻器并聯(lián)使用，以在通過LF和DC時去除多余的HF。

l在接地層連接之前放置電容器

當(dāng)使用過孔到達電源平面時，將電容器連接至組件引腳，然后再連接至過孔以確保電流流經(jīng)該平面。

l在同一層的數(shù)字和模擬接地之間放置電容器

去耦電容器對于隔離模擬和數(shù)字返回也有效。這是通過在AC和數(shù)字之間連接一個電容器來實現(xiàn)的PCB接地。

與安置相結(jié)合，利用好 多信號板的接地技巧用于電源的最有效去耦。對于IC封裝；例如BGA，可能需要使用狗骨形布線和過孔來使用去耦電容器。但是，如果電源和接地在內(nèi)部球上彼此相鄰布置，則可以通過微孔直接將其直接連接到電源和接地層。