设计中,如何对低频、高频进行去耦操作?
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本文中,小编将对设计中的去耦操作予以介绍,如果你想对去耦的详细情况有所认识,或者想要增进对去耦的了解程度,不妨请看以下内容哦。
一、设计中如何做到低频和高频的去耦
每个电源在进入PC板时,应通过大容量电解电容去耦至低阻抗接地层,并且电解电容紧靠电源端子。这样可以将电源线路上的低频噪声降至最低。在每个独立的模拟级,各IC封装电源引脚需要局部仅针对高频的滤波(意思就是我们常用的104电容旁路芯片,注意不是所有情况都用100nF的。20MHz以下用100nF,频率越高电容要越小)。
图1
上图显示了此方法,图示左侧为正确实施方案,右侧为错误实施方案。左侧示例中,典型的0.1 μF贴片陶瓷电容借助过孔直接连接到PCB背面的接地层,并通过第二个过孔连接到IC的GND引脚上。相比之下,右侧的设置不太理想,给去耦电容的接地路径增加了额外的PCB走线电感,使有效性降低。(有条件把贴片电容放在芯片背面正下方效果更好。)
图2
所有的高速芯片(频率大于10MHz)需要类似于图1连接的旁路电容来实现好的性能。此处磁珠并非100%必要,但会增强高频噪声的隔离和去耦,通常较为有利。这里可能需要验证磁珠会不会在IC处理高电流时饱和。 请注意,对于一些磁珠,即使在饱和发生之前,一些磁珠可能已经非线性了,所以如果需要功率级以低失真输出进行工作,这也应该被检查验证。
二、设计时如何计算去耦等效电路
电路中有耦合的电感线圈可以用去耦等效电路替代,其本质还是等效的原理。若电路中多个线圈两两有互感,则其去耦等效电路需要逐对一一消除耦合。
例:电路如图所示,L1、L2、L3三个线圈两两有互感,同名端如图所示。试画出其去耦等效电路。
图3 待求电路
分析:图3中间的T型电路是三个电感线圈,且两两之间有耦合,将其提出来,如图4(a)所示。做去耦等效电路时,先消除L1和L2之间的互感,电路如图4(b)所示。此时,不必将L1和-M12合并成L1-M12,因为L1和L3 还有耦合。同理以及L2支路。
图4(a)
图4(b)
图4(c)
图4(d)
再消除L2和L3的互感,电路如图4(c)所示,最后消除L1和L3之间互感,电路如图4(d)所示。此时电路等效成三个无耦合的电感线圈接成T型连接,去耦等效电路如图5所示。
图5 图3电路的去耦等效电路
图5所示电路没有耦合电感,可画出其相量模型,按相量法计算即可。
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