电容在EMC设计中的应用技巧

criterion

楼主写得很好   小弟再补充几点好了

『在电子电路中，因信号一般较弱，而RC低通滤波器对信号有一定的衰减，故很少使用』

一般而言，
LC滤波器与RC滤波器可通用，但使用LC滤波器时，
若噪声的频率较低，且电感值不够大，则依据电感公式 :



此时感抗会因为不够大，导致滤波效果，不如RC滤波器。
但使用RC滤波器的代价是电阻本身会耗能，
亦即会使信号本身有所损耗，若用于电源走线，
则可能会有IR Drop的风险。
另外，由于绕线电阻具有很强的电感性，
若用在RC滤波器，其寄生电感容易使系统不稳定，
因此不可用于对频率敏感的应用中，例如RF走线。
所以RC低通滤波器  较常使用在噪声频率低的应用
而若RF走线要抑制Out-of-band的噪声   则是LC滤波器居多

『去耦电容的自谐振频率不仅与电容的寄生电感有关，而且还与过孔的寄生电感、联结去耦电容与芯片电源正负极引脚的印制导线的寄生电感等都有关系。』

当电流流经金属导体，便会产生寄生电感。
因此不论是IC的 Pin脚，或是信号走线，
在低频时，只有电阻特性，
但在高频时，便会呈现电感特性。
所以若将落地电容的回路逐一拆解，
便可知不论是电容本身的尺寸，Pad大小，与Via之间的走线长度，
甚至Via本身长度，都会影响整体电感量，如下图 :





而由下图得知，


若Pad与Via间的走线过长，
会加大落地电容的ESL，使其SRF往低频方向移动，
如此便会使噪声抑制的能力下降。


因此Pad与Via间的走线不宜过长，越短越好，
最好是Via直接打在Pad上，如此便可使整体的寄生电感降到最低，如下图 :



当然Via本身也有寄生电感  其等效模型如下图



主要影响寄生电感的参数，还是 Via 长度，
越厚的板材，等同于 Via长度越长，自然其寄生电感也越严重。
而寄生电容与寄生电感，都与板材厚度有关，共同点都是成正比。
也就是若使用薄一点的板材，其寄生电容与寄生电感都会变小。



但即便Via短  其寄生电感值小，然而我们必须体认一点，
每个 Via，都是一个不连续面，会有阻抗不匹配的效应，
同时还会有额外的寄生电感与寄生电容，而这些效应对于讯号完整性会有影响，因此少用为佳。

『电容的容量越大，容抗就越小，滤波效果就越好。但是，容量大的电容一般寄生电感也大，自谐振频率低，对高频噪声的去耦效果差，甚至根本起不到去耦作用。』


所以一般而言  会同时摆放大电容跟小电容  如下图

大电容稳压  小电容滤波

而下图可知，


电源输出端的稳压，隶属于低频范围，
因此会采用大电容，多半为uF等级，
而若是要抑制会干扰RF频段的噪声，例如解手机的Desense，
则是会采用小电容，多半为pF等级。



『当电源引线比较长时，瞬变电流会引起较大的压降』

前述可知  电流流经金属导体，便会产生寄生电感   
因此电源走在线  也会有寄生电感  如下图  


而由下图可知  



当瞬变电流流经寄生电感  便产生切换噪声


使电压不稳  即所谓的Power Bounce  如下图


所以Layout时   电源走线线宽要尽可能宽，线长尽可能短，
才能降低寄生电感量。
同时在靠近电源处，也要摆放稳压电容，
使瞬时电流直接下到Main GND，
而不要流经电源走线所产生的寄生电感，如此方可进而避免电压不稳


其他详细原理   可参照



在此就不再赘述

yangzia

电容常见用途 很实用；

gogogo_1234

非常好，继续发表！

gaoyunxiang

寄生电感会与电容产生串联谐振，即自谐振

chenxiaoaa

学习了

hansun1979

非常好，顶  学习了      

ligong123456

学习了，谢谢！

huoaojianghu

学习学习

wgjnto

谢谢楼主，可惜没有公式

huoaojianghu

受益匪浅啊，3Q

zxiaohei

谢谢分享

helong

see see

jiangyx1028

[em11]

Rounder

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