去耦电容就近摆放原因及其有效半径计算_电容去耦半径 - CSDN文库

有效半径计算

6 浏览量更新于2023-03-16 评论收藏 48KB PDF 举报

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去耦电容就近摆放原因及其有效半径计算去耦电容就近摆放原因及其有效半径计算

在设计PCB时，多数有经验的工程师都会说，PCB走线不要走直角，走线一定要短，电容一定要就近摆放等

等。可为什么去耦电容就近摆放呢？

去耦电容有有效半径，放的远了会失效。电容去耦的一个重要问题是电容的去耦半径。大多数资料中都会提到电容摆放要尽量

靠近芯片，多数资料都是从减小回路电感的角度来谈这个摆放距离问题。确实，减小电感是一个重要原因，但是还有一个重要

的原因大多数资料都没有提及，那就是电容去耦半径问题。如果电容摆放离芯片过远，超出了它的去耦半径，电容将失去它的

去耦的作用。理解去耦半径最好的办法就是考察噪声源和电容补偿电流之间的相位关系。当芯片对电流的需求发生变化时，会

在电源平面的一个很小的局部区域内产生电压扰动，电容要补偿这一电流(或电压)，就必须先感知到这个电压扰动。信号在介

质中传播需要一定的时间，因此从发生局部电压扰动到电容感知到这一扰动之间有一个时间延迟。同样，电容的补偿电流到达

扰动区也需要一个延迟。因此必然造成噪声源和电容补偿电流之间的相位上的不一致。因此，当扰动区到电容的距离达到时，

补偿电流的相位为，和噪声源相位刚好差180度，即完全反相。此时补偿电流不再起作用，去耦作用失效，补偿的能量无法及

时送达。为了能有效传递补偿能量，应使噪声源和补偿电流的相位差尽可能的小，最好是同相位的。距离越近，相位差越小，

补偿能量传递越多，如果距离为0，则补偿能量百分之百传递到扰动区。这就要求噪声源距离电容尽可能的近，要远小于。实

际应用中，这一距离最好控制在之间，这是一个经验数据。

下面我们来以一个实际案例说明小电容在电路板上放置的位置以及去耦半径德计算。实例如下：0.001uF陶瓷电容，如果安装

到电路板上后总的寄生电感为1.6nH，那么其安装后的谐振频率为125.8MHz，谐振周期为7.95ps。假设信号在电路板上的传

播速度为166ps/inch，则波长为47.9英寸。电容去耦半径为47.9/50=0.958英寸，大约等于2.4厘米。本例中的电容只能对它周

围2.4厘米范围内的电源噪声进行补偿，即它的去耦半径2.4厘米。不同的电容，谐振频率不同，去耦半径也不同。对于大电

容，因为其谐振频率很低，对应的波长非常长，因而去耦半径很大，这也是为什么我们不太关注大电容在电路板上放置位置的

原因。对于小电容，因去耦半径很小，应尽可能的靠近需要去耦的芯片，这正是大多数资料上都会反复强调的，小电容要尽可

能近的靠近芯片放置。

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