設(shè)計(jì)中,如何對(duì)低頻、高頻進(jìn)行去耦操作?
本文中,小編將對(duì)設(shè)計(jì)中的去耦操作予以介紹,如果你想對(duì)去耦的詳細(xì)情況有所認(rèn)識(shí),或者想要增進(jìn)對(duì)去耦的了解程度,不妨請(qǐng)看以下內(nèi)容哦。
一、設(shè)計(jì)中如何做到低頻和高頻的去耦
每個(gè)電源在進(jìn)入PC板時(shí),應(yīng)通過(guò)大容量電解電容去耦至低阻抗接地層,并且電解電容緊靠電源端子。這樣可以將電源線路上的低頻噪聲降至最低。在每個(gè)獨(dú)立的模擬級(jí),各IC封裝電源引腳需要局部?jī)H針對(duì)高頻的濾波(意思就是我們常用的104電容旁路芯片,注意不是所有情況都用100nF的。20MHz以下用100nF,頻率越高電容要越小)。
圖1
上圖顯示了此方法,圖示左側(cè)為正確實(shí)施方案,右側(cè)為錯(cuò)誤實(shí)施方案。左側(cè)示例中,典型的0.1 μF貼片陶瓷電容借助過(guò)孔直接連接到PCB背面的接地層,并通過(guò)第二個(gè)過(guò)孔連接到IC的GND引腳上。相比之下,右側(cè)的設(shè)置不太理想,給去耦電容的接地路徑增加了額外的PCB走線電感,使有效性降低。(有條件把貼片電容放在芯片背面正下方效果更好。)
圖2
所有的高速芯片(頻率大于10MHz)需要類似于圖1連接的旁路電容來(lái)實(shí)現(xiàn)好的性能。此處磁珠并非100%必要,但會(huì)增強(qiáng)高頻噪聲的隔離和去耦,通常較為有利。這里可能需要驗(yàn)證磁珠會(huì)不會(huì)在IC處理高電流時(shí)飽和。 請(qǐng)注意,對(duì)于一些磁珠,即使在飽和發(fā)生之前,一些磁珠可能已經(jīng)非線性了,所以如果需要功率級(jí)以低失真輸出進(jìn)行工作,這也應(yīng)該被檢查驗(yàn)證。
二、設(shè)計(jì)時(shí)如何計(jì)算去耦等效電路
電路中有耦合的電感線圈可以用去耦等效電路替代,其本質(zhì)還是等效的原理。若電路中多個(gè)線圈兩兩有互感,則其去耦等效電路需要逐對(duì)一一消除耦合。
例:電路如圖所示,L1、L2、L3三個(gè)線圈兩兩有互感,同名端如圖所示。試畫出其去耦等效電路。
圖3 待求電路
分析:圖3中間的T型電路是三個(gè)電感線圈,且兩兩之間有耦合,將其提出來(lái),如圖4(a)所示。做去耦等效電路時(shí),先消除L1和L2之間的互感,電路如圖4(b)所示。此時(shí),不必將L1和-M12合并成L1-M12,因?yàn)長(zhǎng)1和L3 還有耦合。同理以及L2支路。
圖4(a)
圖4(b)
圖4(c)
圖4(d)
再消除L2和L3的互感,電路如圖4(c)所示,最后消除L1和L3之間互感,電路如圖4(d)所示。此時(shí)電路等效成三個(gè)無(wú)耦合的電感線圈接成T型連接,去耦等效電路如圖5所示。
圖5 圖3電路的去耦等效電路
圖5所示電路沒有耦合電感,可畫出其相量模型,按相量法計(jì)算即可。
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