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技術(shù)專(zhuān)題
PCB設計中去耦電容器的放置
從最嚴格的意義上講，沒(méi)有定義為去耦電容器的特定組件。相反，術(shù)語(yǔ)去耦電容器是指電子電路中電容器的功能。去耦電容器是用于穩定電源平面上電壓的電容器。
在涉及半導體IC的任何設計中，您總是需要去耦電容器。這是因為提供給組件的電壓遠遠不夠理想。與理論上描述的完美水平線(xiàn)不同，即使您擁有最干凈的電源，實(shí)際應用中的電壓讀數也會(huì )波動(dòng)。
去耦起到儲能器的作用，并以?xún)煞N方式穩定電壓。當電壓增加到額定值以上時(shí)，去耦電容器會(huì )吸收過(guò)多的電荷。同時(shí)，當電壓下降時(shí)，去耦電容器釋放電荷，以確保電源穩定。
通常，您至少需要兩個(gè)不同值的耦合電容器來(lái)穩定提供給組件VDD引腳的電壓。10 uF范圍內的電容器可充當較大的緩沖器，以平滑低頻波動(dòng)。高頻電壓變化通過(guò)較小的電容器（通常約為100 nF）處理。
缺少去耦電容器會(huì )導致微控制器操作不穩定。
為什么要去耦電容放置問(wèn)題？
有沒(méi)有想過(guò)如果在設計中跳過(guò)去耦電容會(huì )發(fā)生什么？我這樣做是出于好奇，這里有一些跡象值得關(guān)注。
板載微控制器將無(wú)法正常工作，因為電壓波動(dòng)會(huì )將其發(fā)送到掉電模式，從而使其復位。任何嘗試獲得可靠的ADC轉換的嘗試都是徒勞的，因為模擬電壓源幾乎無(wú)法穩定。如果要將未安裝去耦電容器的PCB發(fā)送到現場(chǎng)，則由于更大的電氣噪聲，您將遇到怪異的問(wèn)題。
那么，在PCB上放置幾個(gè)去耦電容器是否可以解決問(wèn)題？
這取決于。
去耦電容器的放置對于緩解電壓波動(dòng)至關(guān)重要。如果您沒(méi)有將電容器放置在正確的位置，那么效果將是最小的。在某些情況下，去耦電容器的錯誤放置本身可能會(huì )成為問(wèn)題，因為它可能會(huì )吸收耦合到銅走線(xiàn)上的EMI。
去耦電容器在哪里放置？
與尋找現代花瓶的最佳位置不同，放置去耦電容器更為容易。
去耦電容位置的黃金法則是最小化組件的電壓引腳和電容之間的距離。這意味著(zhù)您需要將去耦電容盡可能靠近IC的引腳放置。如果要設計多層PCB，請將電容器放在組件焊盤(pán)下方。在單層設計中，電容器放置在靠近引腳的位置，并以短走線(xiàn)布線(xiàn)。
將去耦電容器靠近電壓引腳放置。
如前所述，您需要一個(gè)10uF和一個(gè)100 nF的電容器來(lái)穩定低頻和高頻波動(dòng)。應將100 nF電容器放置在最靠近電壓引腳的位置，然后再放置10 uF電容器。對IC上的VDD引腳重復該過(guò)程。在某些情況下，空間不足會(huì )阻止每個(gè)引腳使用1個(gè)去耦電容器。在這種情況下，每個(gè)元件仍至少需要1個(gè)去耦電容器。