電路去耦合詳解，電路去耦設(shè)計(jì)-KIA MOS管

電路去耦合方法

1. 去耦電容法

去耦電容法是常用的電路去耦合方法。它主要是通過(guò)添加去耦電容，將交流信號(hào)分離開(kāi)來(lái)，從而達(dá)到抑制噪聲和干擾的效果。去耦電容一般安裝在信號(hào)源和放大器之間，在信號(hào)源輸入端和輸出端分別添加一個(gè)電容，可以有效抑制信號(hào)源與放大器之間的干擾。

去耦電容的選擇應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）電容的容值應(yīng)根據(jù)信號(hào)頻率選擇，一般建議選擇10 Hz以下信號(hào)的容值；

（2）電容的電壓值應(yīng)比最大信號(hào)電壓高10%以上，以確保電容工作安全；

（3）電容的穩(wěn)定性應(yīng)好，阻抗盡量小，以減少信號(hào)損耗。

2. 去耦電阻法

去耦電阻法是另一種常用的電路去耦合方法。它主要是通過(guò)添加去耦電阻，降低信號(hào)源的內(nèi)阻和輸出阻抗，從而減少信號(hào)的干擾。去耦電阻一般安裝在信號(hào)源和放大器之間，在信號(hào)源輸出端和放大器輸入端分別添加一個(gè)電阻。

去耦電阻的選擇應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）電阻的阻值應(yīng)根據(jù)信號(hào)源的內(nèi)阻和輸出阻抗來(lái)選擇；

（2）電阻的功率應(yīng)根據(jù)最大輸出功率來(lái)選擇；

（3）電阻的精度應(yīng)較高，以減少信號(hào)損失。

電路去耦合流程

電路去耦合的流程主要包括以下幾個(gè)步驟：

1. 選取合適的去耦電容或去耦電阻；

2. 確定去耦電容或電阻的安裝位置；

3. 計(jì)算電容或電阻的參數(shù)值并進(jìn)行安裝；

4. 測(cè)試電路的信號(hào)輸出質(zhì)量和穩(wěn)定性；

5. 如有需要，可根據(jù)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。

電路去耦設(shè)計(jì)分享

適當(dāng)?shù)木植咳ヱ钤赑CB上是必不可少的

典型的4層PCB通常設(shè)計(jì)為接地層、電源層、頂部信號(hào)層和底部信號(hào)層。表面貼裝IC的接地引腳通過(guò)引腳上的過(guò)孔直接連接到接地層，從而最大限度地減少接地連接中的無(wú)用阻抗。

電源軌通常位于電源層，并且路由到IC的各種電源引腳。顯示電源和接地連接的簡(jiǎn)單IC模型如圖所示。

電路去耦

圖. 顯示走線阻抗和局部去耦電容的IC模型

IC內(nèi)產(chǎn)生的電流表示為IT。流過(guò)走線阻抗Z的電流產(chǎn)生電源電壓VS的變化。如上所述，根據(jù)IC的PSR，這會(huì)產(chǎn)生各種類型的性能降低。

通過(guò)使用盡可能短的連接，將適當(dāng)類型的局部去耦電容直接連接到電源引腳和接地層之間，可以最大限度地降低對(duì)功率噪聲和紋波的靈敏度。去耦電容用作瞬態(tài)電流的電荷庫(kù)，并將其直接分流到地，從而在IC上保持恒定的電源電壓。雖然回路電流路徑通過(guò)接地層，但由于接地層阻抗較低，回路電流一般不會(huì)產(chǎn)生明顯的誤差電壓。

圖2顯示了高頻去耦電容必須盡可能靠近芯片的情況。否則，連接走線的電感將對(duì)去耦的有效性產(chǎn)生不利影響。

電路去耦

圖. 高頻去耦電容的正確和錯(cuò)誤放置

圖左側(cè)，電源引腳和接地連接都可能短，所以是最有效的配置。然而在圖右側(cè)中，PCB走線內(nèi)的額外電感和電阻將造成去耦方案的有效性降低，且增加封閉環(huán)路可能造成干擾問(wèn)題。

選擇正確類型的去耦電容

低頻噪聲去耦通常需要用電解電容（典型值為1μF至100μF），以此作為低頻瞬態(tài)電流的電荷庫(kù)。將低電感表面貼裝陶瓷電容（典型值為0.01μF至0.1μF）直接連接到IC電源引腳，可最大程度地抑制高頻電源噪聲。所有去耦電容必須直接連接到低電感接地層才有效。此連接需要短走線或過(guò)孔，以便將額外串聯(lián)電感降至最低。

大多數(shù)IC數(shù)據(jù)手冊(cè)在應(yīng)用部分說(shuō)明了推薦的電源去耦電路，用戶應(yīng)始終遵循這些建議，以確保器件正常工作。

鐵氧體磁珠（以鎳、鋅、錳的氧化物或其他化合物制造的絕緣陶瓷）也可用于在電源濾波器中去耦。鐵氧體在低頻下（<100kHz）為感性—因此對(duì)低通LC去耦濾波器有用。100kHz以上，鐵氧體成阻性（低Q）。鐵氧體阻抗與材料、工作頻率范圍、直流偏置電流、匝數(shù)、尺寸、形狀和溫度成函數(shù)關(guān)系。

鐵氧體磁珠并非始終必要，但可以增強(qiáng)高頻噪聲隔離和去耦，通常較為有利。這里可能需要驗(yàn)證磁珠永遠(yuǎn)不會(huì)飽和，特別是在運(yùn)算放大器驅(qū)動(dòng)高輸出電流時(shí)。當(dāng)鐵氧體飽和時(shí)，它就會(huì)變?yōu)榉蔷€性，失去濾波特性。

請(qǐng)注意，某些鐵氧體甚至可能在完全飽和前就是非線性。因此，如果需要功率級(jí)，以低失真輸出工作，當(dāng)原型在此飽和區(qū)域附近工作時(shí)，應(yīng)檢查其中的鐵氧體。典型鐵氧體磁珠阻抗如圖所示。

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