硬件设计中电容电感磁珠总结
性。在谐振点以上,由于电容的阻抗增加,因此对高频噪声的旁路作用减弱,甚至消失。
电容的谐振频率由ESL和C共同决定,电容值或电感值越大,则谐振频率越低,也就是电容的高频滤波效果越差。ESL除了与电容器的种类有关外,电容的引线长度是一个十分重要的参数,引线越长,则电感越大,电容的谐振频率越低。因此在实际工程中,要使电容器的引线尽量短,电容器的正确安装方法和不正确安装方法如图2所示。
0欧姆电阻作用
1,在电路中没有任何功能,只是在PCB上为了调试方便或兼容设计等原因.
2,可以做跳线用,如果某段线路不用,直接不贴该电阻即可(不影响外观)
3,在匹配电路参数不确定的时候,以0欧姆代替,实际调试的时候,确定参数,再以具体数值的元件代替.
4,想测某部分电路的耗电流的时候,可以去掉0ohm电阻,接上电流表,这样方便测耗电流.
5,在布线时,如果实在布不过去了,也可以加一个0欧的电阻
6,在高频信号下,充当电感或电容.(与外部电路特性有关)电感用,主要是解决EMC问题.如地与地,电源和IC Pin间
7,单点接地(指保护接地、工作接地、直流接地在设备上相互分开,各自成为独立系统.)
8,熔丝作用
模拟地和数字地单点接地e#
*模拟地和数字地单点接地*
只要是地,最终都要接到一起,然后入大地.如果不接在一起就是"浮地",存在压差,容易积累电荷,造成静电.地是参考0电位,所有电压都是参考地得出的,地的标准要一致,故各种地应短接在一起.人们认为大地能够吸收所有电荷,始终维持稳定,是最终的地参考点.虽然有些板子没有接大地,但发电厂是接大地的,板子上的电源最终还是会返回发电厂入地.如果把模拟地和数字地大面积直接相连,会导致互相干扰.不短接又不妥,理由如上有四种方法解决此问题:
1、用磁珠连接;
2、用电容连接;
3、用电感连接;
4、用0欧姆电阻连接.
磁珠的等效电路相当于带阻限波器,只对某个频点的噪声有显著抑制作用,使用时需要预先估计噪点频率,以便选用适当型号.对于频率不确定或无法预知的情况,磁珠不合.
电容隔直通交,造成浮地.
电感体积大,杂散参数多,不稳定.
0欧电阻相当于很窄的电流通路,能够有效地限制环路电流,使噪声得到抑制.电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗),这点比磁珠强.
*跨接时用于电流回路*
当分割电地平面后,造成信号最短回流路径断裂,此时,信号回路不得不绕道,形成很大的环路面积,电场和磁场的影响就变强了,容易干扰/被干扰.在分割区上跨接0欧电阻,可以提供较短的回流路径,减小干扰.
*配置电路*
一般,产品上不要出现跳线和拨码开关.有时用户会乱动设置,易引起误会,为了减少维护费用,应用0欧电阻代替跳线等焊在板子上.
空置跳线在高频时相当于天线,用贴片电阻效果好.
*其他用途*
布线时跨线,调试/测试用临时取代其他贴片器件 ,作为温度补偿器件
用好去耦电容。好的高频去耦电容可以去除高到1GHZ的高频成份。陶瓷片电容或多层陶瓷电容的高频特性较好。设计印刷线路板时,每个集成电路的电源,地之间都要加一个去耦电容。去耦电容有两个作用:一方面是本集成电路的蓄能电容,提供和吸收该集成电路开门关门瞬间的充放电能;另一方面旁路掉该器件的高频噪声。数字电路中典型的去耦电容为0.1uf的去耦电容有5nH分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,也就是说对于10MHz以下的噪声有较好的去耦作用,对 40MHz以上的噪声几乎不起作用。
1uf,10uf电容,并行共振频率在20MHz以上,去除高频率噪声的效果要好一些。在电源进入印刷板的地方和一个1uf或10uf的去高频电容往往是有利的,即使是用电池供电的系统也需要这种电容。每10片左右的集成电路要加一片充放电电容,或称为蓄放电容,电容大小可选10uf。最好不用电解电容,电解电容是两层溥膜卷起来的,这种卷起来的结构在高频时表现为电感,最好使用胆电容或聚碳酸酝电容。
去耦电容值的选取并不严格,可按C=1/f计算;即10MHz取0.1uf,对微控制器构成的系统,取0.1~0.01uf之间都可以。
3、 降低噪声与电磁干扰的一些经验。
(1) 能用低速芯片就不用高速的,高速芯片用在关键地方。
(2) 可用串一个电阻的办法,降低控制电路上下沿跳变速率。
(3) 尽量为继电器等提供某种形式的阻尼。
(4) 使用满足系统要求的最低频率时钟。
(5) 时钟产生器尽量靠近到用该时钟的器件。石英晶体振荡器外壳要接地(6) 用地线将时钟区圈起来,时钟线尽量短。
(7)I/O驱动电路尽量靠近印刷板边,让其尽快离开印刷板。对进入印制板的信号要加滤波,从高噪声区来的信号也要加滤波,同时用串终端电阻的办法,减小信号反射。
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