高频下电容的使用经验和原则

飞越无限

LBSALE[100]LBSALE1.14.1、退藕电容的一般配置原则
1. 电源输入端跨接10 ~100uf的电解电容器。如有可能，接100uf以上的更好。
2. 原则上每个集成电路芯片都应布置一个0.01pf的瓷片电容，如遇印制板空隙不够，可每4~8个芯片布置一个1 ~ 10pf的但电容。
3. 对于抗噪能力弱、关断时电源变化大的器件，如 ram、rom存储器件，应在芯片的 电源线和地线之间直接入退藕电容。
　4、电容引线不能太长，尤其是高频旁路电容不能有引线。此外，还应注意以下两点：
a、 在印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时．操作它们时均会产生较大火花放电 ，必须采用附图所示的 rc 电路来吸收放电电流。一般 r 取 1 ~ 2k，c取2.2 ~ 47uf。
b、 cmos的输入阻抗很高，且易受感应，因此在使用时对不用端要接地或接正电源。
由于大部分能量的交换也是主要集中于器件的电源和地引脚，而这些引脚又是独立的直接和地电平面相连接的。这样，电压的波动实际上主要是由于电流的不合理分布引起。但电流的分布不合理主要是由于大量的过孔和隔离带造成的。这种情况下的电压波动将主要传输和影响到器件的电源和地线引脚上。
    为减小集成电路芯片电源上的电压瞬时过冲，应该为集成电路芯片添加去耦电容。这可以有效去除电源上的毛刺的影响并减少在印制板上的电源环路的辐射。
　　当去耦电容直接连接在集成电路的电源管腿上而不是连接在电源层上时，其平滑毛刺的效果最好。这就是为什么有一些器件插座上带有去耦电容，而有的器件要求去耦电容距器件的距离要足够的小。
去耦电容配置的一般原则如下：
● 电源输入端跨接一个10～100uF的电解电容器，如果印制电路板的位置允许，采用100uF以上的电解电容器的抗干扰效果会更好。
● 为每个集成电路芯片配置一个0.01uF的陶瓷电容器。如遇到印制电路板空间小而装不下时，可每4～10个芯片配置一个1～10uF钽电解电容器，这种器件的高频阻抗特别小，在500kHz～20MHz范围内阻抗小于1Ω，而且漏电流很小（0.5uA以下）。
● 对于噪声能力弱、关断时电流变化大的器件和ROM、RAM等存储型器件，应在芯片的电源线（Vcc）和地线（GND）间直接接入去耦电容。
● 去耦电容的引线不能过长，特别是高频旁路电容不能带引线。
● 在印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时．操作它们时均会产生较大火花放电，必须RC 电路来吸收放电电流。一般 R 取 1 ~ 2K，C取2.2 ~ 47UF。
● CMOS的输入阻抗很高，且易受感应，因此在使用时对不用端要接地或接正电源。
● 设计时应确定使用高频低频中频三种去耦电容，中频与低频去耦电容可根据器件与PCB功耗决定,可分别选47-1000uF和470-3300uF；高频电容计算为: C=P/V*V*F。
● 每个集成电路一个去耦电容。每个电解电容边上都要加一个小的高频旁路电容。
● 用大容量的钽电容或聚酷电容而不用电解电容作电路充放电储能电容。使用管状电时，外壳要接地。
1.14.2、配置电容的经验值
好的高频去耦电容可以去除高到1GHZ的高频成份。陶瓷片电容或多层陶瓷电容的高频特性较好。设计印刷线路板时，每个集成电路的电源，地之间都要加一个去耦电容。去耦电容有两个作用：一方面是本集成电路的蓄能电容，提供和吸收该集成电路开门关门瞬间的充放电能；另一方面旁路掉该器件的高频噪声。数字电路中典型的去耦电容为0.1uf的去耦电容有5nH分布电感，它的并行共振频率大约在7MHz左右，也就是说对于10MHz以下的噪声有较好的去耦作用，对40MHz以上的噪声几乎不起作用。
1uf，10uf电容，并行共振频率在20MHz以上，去除高频率噪声的效果要好一些。在电源进入印刷板的地方和一个1uf或10uf的去高频电容往往是有利的，即使是用电池供电的系统也需要这种电容。
每10片左右的集成电路要加一片充放电电容，或称为蓄放电容，电容大小可选10uf。最好不用电解电容，电解电容是两层溥膜卷起来的，这种卷起来的结构在高频时表现为电感，最好使用胆电容或聚碳酸酝电容。 去耦电容值的选取并不严格，可按C=1/f计算；即10MHz取0.1uf。
由于不论使用怎样的电源分配方案，整个系统会产生足够导致问题发生的噪声，额外的过滤措施是必需的。这一任务由旁路电容完成。一般来说，一个1uf-10uf 的电容将被放在系统的电源接入端，板上每个设备的电源脚与地线脚之间应放置一个0.01uf-0.1uf 的电容。旁路电容就是过滤器。放在电源接入端的大电容（约10uf）用来过滤板子产生的低频（比如60hz 线路频率）。板上工作中的设备产生的噪声会产生从100mhz 到更高频率间的合共振（harmonics）。每个芯片间都要放置旁路电容，这些电容比较小，大约0.1u 左右。

飞越无限

大家买了之后发个回信。感觉如何。给我一个信心阿。呵呵

shiley

不错不错，不够要银子就太黑了。
问你个问题，Fpga有很多引脚，又分散着不少要加去耦电容的电源引脚，即使用0603规格的小电容，也占去不少芯片周围的空间，给布线带来不少麻烦，您看该如何解决这个问题。

飞越无限

[这个贴子最后由飞越无限在 2003/08/17 10:21am 第 1 次编辑]

给大家增加负担了不好意思。如果可能以后就大家馅饼吃。如何。呵呵
使用0603就可以了。而且也没有必要在每个电源和地管脚加电容。器件的4侧平均两个就可以了。

longerzhu

板主这样会助长卖铁风气哦
要有free的精神，嘿嘿

syuanyy

hao!

apex

这种风气不能长

飞越无限

算了以后不允许了。

夹湾沟

faint！飞跃兄躲到这里闷声发大财！也不叫上兄弟。

飞越无限

啊哈哈。夹兄也来凑热闹乐。我都不敢说话乐。呵呵。自己人需要什么直观开口。