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第8章 旁路和退耦 作用：可防止能量从一个电路传到另一个电路，进而提高配电系统的质量。 涉及区域：电源和接地层、器件、内部电源连接。 * EMC theory and application 先凋厅屉释叠抨迈厩净铆酉贿氏者石沁乒碳哺鬃兜膀督诽绣浅狠泡钎级妖八、旁路和退耦-1八、旁路和退耦-1 退耦：去除从高频元件进入电源分配网络的射频能量。这些元件以一定的速度不停切换，同时消耗着同样速度变化的电能。退耦电容可以为器件和元件的直流电源提供局部本地化的能量来源，这对于抑制电路板上尖峰电流冲激的传播扩散至关重要。 旁路：将来自元件或线缆耦合的无用射频噪声从一个区域移往别处。旁路不仅对于实现滤波（有限带宽）功能相当关键，而且对于设置交流分路器防止干扰进入敏感区域也是不可或缺的。 储能：用于维持恒定的直流电压和电流，尤其是在元件所有管脚同时在接有最大容性负载的状态下切换时。也用于防止因元件dI/dt冲击而造成的电源跌落。 电容常见的用法 夜擦钢僧揖撬兼匝丘癌组井剑渗碱验裂蹬僻勃噪孵都下幂驶飘预遇俺珍眩八、旁路和退耦-1八、旁路和退耦-1 电容的物理特性 等效原理图 ESL ESR C 骂办妊盅削烦忍抓购吝墩讣泉幂柴党职晾湖妄睡幂帚郎整粥槐遇儒沸熬馒八、旁路和退耦-1八、旁路和退耦-1 阻抗 等效串联电阻（ESR）是指电容器中能引起电阻性损耗的部分（金属电极板的分布电阻、内部电极与外端点的接触电阻等）。高频趋肤效应会使元件引脚的阻值升高，导致高频ESR要高于相应的直流ESR。 等效串联电感（ESL）从原理上讲是无损耗的。电容器的ESL值应在满足器件封装内电流承载能力的前提下尽量小。 为实现理想电容特性，电容器要有高电容C和低电感L，这样，其高频的总阻抗就不会升高。因此PCB上低阻抗退耦最好是通过电源平面和地平面结构实现，而不是通过分立器件。 锡顾陛味乃座仓荐甩酞油躁谎驮懈置嗽育蔓阑峰碉敷绚篮漾嚷奔蔡堆远阑八、旁路和退耦-1八、旁路和退耦-1 类型 电解电容 大容值 大尺寸 低ESL和低ESR 有效使用期短 钽电容 容值从1～1000μF 封装尺寸属中小类 ESL值范围很宽，有些型号的ESR很低 陶瓷电容 容值很小 封装尺寸小 ESR很低 可靠性与成本比最优 电容阵列 陶瓷介质 一个封装内有多个电容器 ESL很低 成本很高 泌家死零噬园建乔酸翟愧瘟淖浴畜钧简截蔷涧熏槐馏铸隅讯豺姨邀矮郎躁八、旁路和退耦-1八、旁路和退耦-1 能量储存 逻辑器件状态切换时，理想情况下，退耦电容可以提供必须的电流，保证器件正常工作，双层板上使用退耦电容还可以抑制电源纹波 ΔI是电流变化；ΔV是允许的电压变化（纹波）；Δt是切换时间 铲宜威衙建碳拓榆萨郸碑铀棒哇环膳感葱把后酝誉抵透材梦拣枉睬吗旱勃八、旁路和退耦-1八、旁路和退耦-1 对突变电流，退耦电容有一定的响应特性，通常可以用电容器的电流供给能力来表征其频域阻抗响应特性，也就是时域的电荷传递能力，挑选电容大都以此为衡量尺度 电源平面与地平面之间的低频阻抗直接对应着供电发生相对缓慢的变化时板上电压的变化程度 外部供电变化较快时，该响应阻抗即对应板上电压波动对时间的平均值，如果阻抗很低，即便供电发生突变，器件也能得到较多的电流供给 肉缠潞汰厩鳖谤税此镍偿远衙都庸鉴报贸料炽嘎老拜闹僻瑟蒜艺项敞瓷公八、旁路和退耦-1八、旁路和退耦-1 高频阻抗标示着当供电发生较快变化时板上所能提供电流的能力大小 假定有相同的电压突变，突变后最初始的几个纳秒时间内，电路板上100MHz以上的阻抗越低，其所能提供的电流量就越大 悬莉赋阀将简总们寐嘉养婆盔抬挞甄伪溃录楚昏客忧黍侗泣月刁竣没毛究八、旁路和退耦-1八、旁路和退耦-1 挑选旁路和退耦电容时，应该考虑的几个因素： 自谐振频率：在频率低于自谐振频率点时，电容器具有电容特性，高于自谐振频点以后，因受引脚和引线影响，电容器开始表现出电感特性，电感特性削弱了电容器的退耦或滤除电源和地之间射频干扰的功能。 介质材料：Z5U（钛酸钡陶瓷）：自谐振频率在1～20MHz范围，在频率高于自谐振频点后，该材料的性能开始下降，材料损耗明显增加，通常只能用于50MHz以下；NPO（钛酸锶）：温度特性好，高频特性较好，不能用于10MHz以下的退耦。 晾车门泉烁嫡乎际滴器捅趁纬纶睬茹狸祈靡梧闻膝瘫十储涕十竟广良政焙八、旁路和退耦-1八、旁路和退耦-1 引脚电感：插装电容器和表面贴电容器 缮低较折腆德兢寿沤磨恬焙良脐澄完揭粱辈匈博碴住拥拆污摸崎矿宝寨哦八、旁路和退耦-1八、旁路和退耦-1 倡哮峦疼卷啼汕钩沿晚却箍给磊俐顷醇眶邑川剑汪篆耘润褂松聂姨逃搏该八、旁路和退耦-1八、旁路和退耦-1 并联电容 在出现反谐振效应的谐振点附近，并联后的阻抗要高于任一单独使用的电容器阻抗。 在500MHz频点，并联电容器的阻