電源、地線之間加去耦電容

作用原理

去耦電容就像是電路中的“能量蓄水池”。在電路工作過(guò)程中，電源的輸出并不是絕對(duì)穩(wěn)定的，會(huì)存在一定的紋波和噪聲。當(dāng)芯片等器件需要瞬時(shí)大電流時(shí)，電源可能無(wú)法及時(shí)提供足夠的電流，導(dǎo)致芯片工作異常。而去耦電容可以在此時(shí)迅速釋放儲(chǔ)存的電荷，為芯片提供所需的電流，保證芯片的正常工作。同時(shí)，它還能吸收電源中的高頻噪聲，減少噪聲對(duì)電路的影響。

電容選擇與放置

電容值選擇：去耦電容的電容值需要根據(jù)電路的工作頻率和電流需求來(lái)確定。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于低頻電路，可以選擇較大的電容，如10μF - 100μF的電解電容；對(duì)于高頻電路，則需要選擇較小的電容，如0.01μF - 0.1μF的陶瓷電容。

放置位置：去耦電容應(yīng)盡可能靠近芯片的電源引腳和地引腳放置，這樣可以減小引線電感，提高去耦效果。例如，在一個(gè)數(shù)字芯片的電源引腳旁邊，通常會(huì)放置一個(gè)0.1μF的陶瓷電容和一個(gè)10μF的電解電容，陶瓷電容用于濾除高頻噪聲，電解電容用于提供瞬時(shí)大電流。

電源、地線寬度設(shè)置

線寬關(guān)系與典型值

關(guān)系：遵循地線＞電源線＞信號(hào)線的原則，這是因?yàn)榈鼐€需要承載電路中所有器件的回流電流，電流通常較大，所以需要更寬的線寬來(lái)降低電阻和電感，減少電壓降和電磁干擾。電源線為器件提供工作電流，線寬次之。信號(hào)線主要傳輸信號(hào)，電流較小，線寬相對(duì)較窄。

典型值：信號(hào)線寬一般為0.2 - 0.3mm，最細(xì)可達(dá)0.05 - 0.07mm，適用于一些對(duì)空間要求較高且電流較小的信號(hào)傳輸；電源線寬為1.2 - 2.5mm，能夠滿足大多數(shù)數(shù)字電路的電流需求。

數(shù)字電路地網(wǎng)構(gòu)成

在數(shù)字電路的PCB設(shè)計(jì)中，可以用寬的地導(dǎo)線組成一個(gè)回路，即構(gòu)成一個(gè)地網(wǎng)來(lái)使用。地網(wǎng)可以提供低阻抗的回流路徑，減少地線上的電壓降和電磁干擾。例如，在一個(gè)數(shù)字電路板上，將地線以網(wǎng)格狀分布，使各個(gè)器件的地引腳都能就近連接到地網(wǎng)上，這樣可以有效提高電路的穩(wěn)定性和抗干擾能力。但模擬電路的地不能這樣使用，因?yàn)槟M電路對(duì)噪聲和干擾非常敏感，網(wǎng)格狀地線可能會(huì)引入額外的干擾。

大面積銅層作地線及多層板設(shè)計(jì)

大面積銅層作地線

方法：在印制板上把沒(méi)被用上的地方都與地相連接作為地線用，這種方法可以增大地線的面積，降低地線的電阻和電感，提高地線的導(dǎo)電性能和抗干擾能力。例如，在一個(gè)PCB板上，除了放置器件和走線的區(qū)域外，其余空白區(qū)域都可以鋪銅并連接到地線上。

優(yōu)點(diǎn)：大面積銅層還可以起到散熱的作用，幫助器件散發(fā)工作時(shí)產(chǎn)生的熱量，提高電路的可靠性。

多層板設(shè)計(jì)

結(jié)構(gòu)：做成多層板，電源，地線各占用一層。這種設(shè)計(jì)可以進(jìn)一步優(yōu)化電源和地線的布局，減少電源和地線之間的阻抗，提高電路的性能。例如，在一個(gè)四層PCB板中，頂層和底層用于放置器件和走線，中間兩層分別作為電源層和地層。電源層和地層可以提供大面積的導(dǎo)電平面，使電源和地線的分布更加均勻，減少電磁干擾。

優(yōu)點(diǎn)：多層板設(shè)計(jì)還可以提高PCB的集成度，減小電路板的面積，適用于對(duì)空間要求較高的電子設(shè)備。

審核編輯 黃宇