電源完整性設計2

本例中的電容只能對它周?chē)?.4厘米范圍內的電源噪聲進(jìn)行補償，即它的去耦半徑2.4厘米。不同的電容，諧振頻率不同，去耦半徑也不同。對于大電容，因為其諧振頻率很低，對應的波長(cháng)非常長(cháng)，因而去耦半徑很大，這也是為什么我們不太關(guān)注大電容在電路板上放置位置的原因。對于小電容，因去耦半徑很小，應盡可能的靠近需要去耦的芯片，這正是大多數資料上都會(huì )反復強調的，小電容要盡可能近的靠近芯片放置。

電源完整性設計（16）電容的安裝方法

電容的擺放

對于電容的安裝，首先要提到的就是安裝距離。容值最小的電容，有最高的諧振頻率，去耦半徑最小，因此放在最靠近芯片的位置。容值稍大些的可以距離稍遠，最外層放置容值最大的。但是，所有對該芯片去耦的電容都盡量靠近芯片。下面的圖14就是一個(gè)擺放位置的例子。本例中的電容等級大致遵循10倍等級關(guān)系。

圖14 電容擺放位置示例

還有一點(diǎn)要注意，在放置時(shí)，最好均勻分布在芯片的四周，對每一個(gè)容值等級都要這樣。通常芯片在設計的時(shí)候就考慮到了電源和地引腳的排列位置，一般都是均勻分布在芯片的四個(gè)邊上的。因此，電壓擾動(dòng)在芯片的四周都存在，去耦也必須對整個(gè)芯片所在區域均勻去耦。如果把上圖中的680pF電容都放在芯片的上部，由于存在去耦半徑問(wèn)題，那么就不能對芯片下部的電壓擾動(dòng)很好的去耦。

電容的安裝

在安裝電容時(shí)，要從焊盤(pán)拉出一小段引出線(xiàn)，然后通過(guò)過(guò)孔和電源平面連接，接地端也是同樣。這樣流經(jīng)電容的電流回路為：電源平面->過(guò)孔->引出線(xiàn)->焊盤(pán)->電容->焊盤(pán)->引出線(xiàn)->過(guò)孔->地平面，圖15直觀(guān)的顯示了電流的回流路徑。

圖15 流經(jīng)電容的電流回路

放置過(guò)孔的基本原則就是讓這一環(huán)路面積最小，進(jìn)而使總的寄生電感最小。圖16顯示了幾種過(guò)孔放置方法。

圖16 高頻電容過(guò)孔放置方法

第一種方法從焊盤(pán)引出很長(cháng)的引出線(xiàn)然后連接過(guò)孔，這會(huì )引入很大的寄生電感，一定要避免這樣做，這時(shí)最糟糕的安裝方式。

第二種方法在焊盤(pán)的兩個(gè)端點(diǎn)緊鄰焊盤(pán)打孔，比第一種方法路面積小得多，寄生電感也較小，可以接受。

第三種在焊盤(pán)側面打孔，進(jìn)一步減小了回路面積，寄生電感比第二種更小，是比較好的方法。

第四種在焊盤(pán)兩側都打孔，和第三種方法相比，相當于電容每一端都是通過(guò)過(guò)孔的并聯(lián)接入電源平面和地平面，比第三種寄生電感更小，只要空間允許，盡量用這種方法。