前面兩章講述了電容在電源去耦中的神奇作用以及針對(duì)具體的應(yīng)用應(yīng)該選用什么類(lèi)型、多少容值的電容，今天我們來(lái)講一下選定的電容該放在什么位置？

先看一個(gè)很形象的動(dòng)圖，直觀體會(huì)一下一個(gè)電容放置位置不同起到的作用有多大的差異。看不懂這張圖的同學(xué)在家面壁三天。

這張動(dòng)圖其實(shí)傳遞了如下的信息：

在電源管腳上放置一個(gè)104（0.1μF）的電容能夠有效抑制電源上的噪聲，也就是能夠?qū)﹄娫丛肼暼ヱ睿?/p>

“電源 -- 去耦電容 -- 地”三點(diǎn)一線(xiàn)的距離越近，則去耦的效果越好；

相同材料的電容，即便電容容量減少為1/10，去耦的效果并不會(huì)有什么明顯變化，我們對(duì)于高頻去耦用同樣封裝的器件，容值為0.01μF、0.1μF、1μF效果相差不大；

同樣容值，貼片（SMD）封裝的電容比穿孔的電容效果更好，原因就是穿孔電容的管腳等效的電感要大很多，影響了去耦的效果；

電源平面和地平面的使用，一方面可以讓三點(diǎn)一線(xiàn)的路徑更短，而且兩個(gè)平面相當(dāng)于一個(gè)大電容，也起到了去耦的作用

我們?cè)賮?lái)看一個(gè)實(shí)際的典型電路 - ADXL345是一顆加速度計(jì)傳感器芯片，有兩個(gè)分得比較開(kāi)的電源管腳（Pin 1和Pin 6），在原理圖中使用三個(gè)去耦電容來(lái)幫助降低傳感器電壓上的噪聲 -兩個(gè)0.1μF的陶瓷電容和一個(gè)10μF的鉭電解共同完成去耦功能。

再看一下最終的PCB板 - 這個(gè)板子密度不高，速度也不快，只需要2層板就可以了，沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的地平面，在無(wú)布線(xiàn)的區(qū)域采用了大面積鋪地的方式來(lái)降低公共地（GND）的阻抗，三顆去耦電容的接地端直接用焊盤(pán)跟GND相連，跟電源管腳連接的另一端則盡可能接近電源管腳。

傳感器的PCB板圖

其實(shí)放置去耦電容的規(guī)則非常簡(jiǎn)單：最小化電阻，最小化電感。這是通過(guò)將電容盡可能靠近電源引腳并使用盡可能短的走線(xiàn)實(shí)現(xiàn)所有連接來(lái)實(shí)現(xiàn)的。理想情況下，如果采用4層以上的板子，有專(zhuān)門(mén)的地平面、電源平面，可以通過(guò)過(guò)孔（via）將器件上的地和電源連接到相應(yīng)的地平面和電源平面：

簡(jiǎn)單總結(jié)一下使用去耦電容的要點(diǎn)：

除非特別說(shuō)明，一般可為每個(gè)電源引腳提供0.1μF陶瓷電容，最好為0805或更?。ㄎ冶容^喜歡0603的，占空間小，性能還好），與10μF的鉭電容或陶瓷電容并聯(lián)；

如果只關(guān)心高頻噪聲，10μF的電容也可以省去，或者用較小的電容替換它；

將高頻陶瓷電容盡可能靠近電源引腳放置，并使用短走線(xiàn)和過(guò)孔來(lái)最大限度地減少寄生電感和電阻。用于低頻旁路的較大電容器的位置并不十分關(guān)鍵，但這些電容器也應(yīng)該盡可能接近IC的電源引腳，容值與封裝越大，去偶半徑越大，可以對(duì)較大的區(qū)域的電源進(jìn)行有效去偶，大封裝和大容值的去偶電容可以同時(shí)管控多個(gè)電源引腳的去偶；

電源的去耦電容均勻分布在四周，靠近相應(yīng)的電源管腳，容值小的電容最靠近管腳，容值大的距離相對(duì)較遠(yuǎn)

如果需要補(bǔ)償電源的長(zhǎng)期偏差，需要大量存儲(chǔ)電荷，需要為每個(gè)IC增加一個(gè)更大的電容，例如47μF；

如果設(shè)計(jì)包含非常高的頻率或特別敏感的電路，可以使用仿真工具分析旁路網(wǎng)絡(luò)的AC響應(yīng)（可能很難找到ESR和ESL的數(shù)據(jù)參數(shù)，特別是考慮到電容的ESR隨頻率變化也很大 - 盡可能做到最好），還要考慮到多個(gè)電容并聯(lián)以及計(jì)入電源平面、地平面等的綜合效應(yīng)。

對(duì)于電源和地平面的去耦是通過(guò)電源和地平面之間形成電容來(lái)對(duì)高頻噪聲進(jìn)行去耦的。應(yīng)盡可能減小電源和地平面之間的距離，對(duì)于高速電路，一般內(nèi)層會(huì)有完整的電源及地平面，這時(shí)去耦電容及IC的電源、地引腳直接過(guò)孔via打到電源、地平面即可，不需用導(dǎo)線(xiàn)連接起來(lái)。

上圖左側(cè)，電源引腳和接地連接都比較短（直接通過(guò)過(guò)孔連接到內(nèi)部地平面）是最有效的配置；上圖右側(cè)，PCB走線(xiàn)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。

下面的圖是去耦電容通過(guò)過(guò)孔與地進(jìn)行連通的方法比較，從最左側(cè)的效果最差依次編號(hào)，直到最右側(cè)效果最佳，當(dāng)然具體采用那種方式還要取決于其它一些因素，綜合考慮后做一個(gè)折衷。

最后再回顧一下上一篇文章中我們的最后一個(gè)圖，它是一個(gè)實(shí)際電子產(chǎn)品系統(tǒng)的供電分布網(wǎng)絡(luò)（PDN - Power Distrubution Network）圖，為了強(qiáng)調(diào)噪聲的起源（最左側(cè)），把電源模塊（VRM）放到了最右側(cè)。PCB上的走線(xiàn)、過(guò)孔、相關(guān)的器件引腳等都會(huì)產(chǎn)生寄生電阻、電感等，在圖中以R+L的方式等效表達(dá)出來(lái)。在這個(gè)圖中可以看出針對(duì)IC器件內(nèi)部（Die）、針對(duì)整個(gè)IC器件（Package）、針對(duì)某一個(gè)功能模塊中的電路單元都有相應(yīng)的去耦電容，最左側(cè)（靠近內(nèi)核）采用頻率響應(yīng)很高的小容值、小封裝的陶瓷電容，到右側(cè)則是低頻率、容量比較大的電解電容。