旁路电容器的数量

旁路电容器对于电路或元件,究竟需要使用多少个呢?

在电源pin是一个小IC的情况下

旁边放一个旁路电容器是很普遍的。

那么像多个pin的QFP或BGA这样的IC呢?

首先说一下QFP,

每一个1pin的电源旁布置一个,

2pin的电源旁也是布置一个这样的程度最为理想。
电源pin之间相离的情况下每1pin布置一个,

相近的情况下每2pin布置一个也可以。
如果是BGA的话,大多数都是把旁路电容器布置在BGA的内侧。

因为不能布置太多的旁路电容器,

在电源pin之间相离的情况下每1pin放一个,

电源pin在以BGA为中心聚集在周围的情况下,

以聚集在一起的整体来布置旁路电容器,

这样比起每1pin布置一个要来的完美。

旁路电容器过多的话,

会变成远离pin的布置或旁路电容器并排着导致太过密集,

这样就没有什么意义了。

在电路图上,因为是与电源以及GND都相连接的旁路电容器,

无论布置在哪里都一样。

但如果是想布置在哪个pin的旁边,

那么在那个pin的旁边写上标记是很重要的。

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QFP的旁路电容器布置

PCB板设计中,如果是要布置QFP的旁路电容器的情况下,

在布线前的阶段就把旁路电容器布置在电源pin的旁边是最为理想的。
如果布了其他线的话,

那么旁路电容器就只能布置在远离电源pin的位置了。

有的人把旁路电容器布置在QFP IC内侧,

但这样的布置最好避免。
可以说「旁路电容器在内侧=从电源pin用通孔来连接旁路电容器」

这样电源pin和旁路电容器之间,通孔的阻抗就会流过。

从而导致旁路电容器的除去电磁干扰的能力下降。

因为除去了电磁干扰的电源就那样供给IC电源,

以及除去电源pin发出的电磁干扰这双重意义,

所以把旁路电容器布置在电源pin旁边是最为重要的。

BGA的旁路电容器布置

PCB板设计

布置BGA(Ball Grid Array)的旁路电容器时,

很多都把旁路电容器布置在贴装有BGA面的反面。

前回有提到「如果在里面布置的话通孔中的阻抗会进入,对于特性不是很好」,

BGA的情况下,为了将旁路电容器放在表面

就必须拉长从内侧的元件脚端子开始到硬盘外侧的布线。

比起延长线后导致特性变差来说,

还是直接布置在内侧这样的方法较好。

为了能在表面布置旁路电容器,

将电源PIN布置在外周端子上,

特意这样设计从而使特性变好的IC也是有的。

如果BGA的里面主要是布置旁路电容器的情况下,

旁路电容器的数量就不能布置太多。
因为与BGA封装的大小相对的电源PIN数的多少

或通孔所占据的空间

所以放置旁路电容器空间是有限的。
对于电源PIN只有 1 PIN的,设置多个定数不同的

复数旁路电容器的电路也是有的。

能够布置的旁路电容器的数量

必须在基板设计者和电路设计者之间进行调整。

过度的放入多个旁路电容器

将导致连接旁路电容器的布线过长,

也就没有了旁路电容器的意义。

旁路电容器以及电源布线

PCB板设计时,

旁路电容器与硬盘的电源PIN相连接的情况下,

与电源的连接顺序就必须要注意。

顺序是:

电源供给元→旁路电容器→硬盘电源pin

为什么说这样最好呢

因为有旁路电容器除去电源的电磁干扰供给给电源pin,

以及电源pin所产生的电磁干扰被旁路电容器除去从而不再返回到电源pin这两方面。

所以要选择让旁路电容器通过被连接的端子部分这样的方式,因为必须显出他的效果(特性).

多层板的内层里有电源层的这种基板的情况下

如果旁路电容器布置在硬盘的反面的话,

硬盘电源pin→通孔→内层电源→旁路电容器

就会变成以上顺序,且此顺序并不理想。

尽量将旁路电容器布置在电源PIN旁边的同表层

这样是旁路电容器可以有效的抑制电磁干扰的方法。

EMC对策之数字电路的设计(2)

・  开集的・()要布置在硬盘的附近。

高阻值可以将循环电流里的最大电流减低,

可以减少放射。

・  把未使用的出入口(输入)适当的和GND或V+相连接。

可以防止由于EMI所导致的发生错误动作时可控制编程I/O pin的高电流。

・  钟速周波数的选择。

使用复数的钟速时,要避免每个基本周波数或高次谐波的周波数

彼此都进入到500kHz之内这种情况。

EMC对策之数字电路的设计(1)

上升和下降时间上的控制

为了减低无用的辐射,超过必要的周波数是没必要的,

只要有可能就必须尽量选择慢且平滑的上升和下降时间。

可大多数的磁盘却只规定了上升/下降时间的最大值。

数字・硬盘在高速的情况下,就必须控制好无用的高次谐波。

这些对策最好是在和硬盘相关的近旁进行。

在PCB板上对于逻辑电路・电压转换速度或带宽的控制,具备这些是很重要的。

可以使用滤波器,如果是传送线路就能够对高次谐波进行控制,

还有,串联电阻或铁酸盐陶瓷制品等可以控制电压转换速度和无用的高次谐波。

在打样时,如果是做到了这些对策的电路、PCB板设计,

那么在发生问题的情况下,推导出对应方案将变的可能。

EMC对策之元件的选择(电容篇)

被动元件里面都包含了寄生的电阻、电容、电感。

在EMC问题发生的高周波领域里,这些寄生成分就会成为问题,

这些元件做出不一样的举动。

比如,在高周波领域,

电容会通过内部或元件脚的感应系数产生共振,在最初的共振点上的周波数领域,

主要拥有诱导性的感应系数。关于电容,这些寄生成分变小,到更高的周波数,

拥有最良好的高周波性能。为了EMC对策推荐表面贴片陶瓷・电容。

EMC对策之元件选择(电阻篇)

被动元件里面都包含了寄生的电阻、电容、电感。

在EMC问题发生的高周波领域里,这些寄生成分就会成为问题,

这些元件会做出不一样的举动。

比如,在高周波领域,

皮膜电阻变成电容(由于0.2PF程度的并联电容容量),

或者变成电感(由于导线・电感和电阻)。

还有,这两个产生共振,更加复杂的举动表现也有。

为了让这些寄生成分变小,拥有更高周波数的阻抗性,

作为EMC对策推荐SMD电阻。

比如,1kΩ以下的SMD电阻,通常连拥有1GHz的阻抗性都有可能。

 

元件封装

元件封装有很多的种类。

即使是相同功能的IC,也存在不同封装的元件。

也有元件脚数、脚的间距、元件的外形尺寸等的不同的封装。

元件型号的末尾即使是1个文字不同那么它的封装也不同,

严重时可以联想到贴装不了这样的情况。

PCB板设计中的元件特征选定时,

必须要仔细的确认到元件型号的末尾,

必须要防止封装上出错。

为了防止自认为的思想,

由第三者来确认这样的有效方法也是可行的。

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电解电容元件的尺寸

电解电容元件的尺寸,是通过定格电压、静电容量值

来改变它的大小的。

因为元件尺寸不同,焊盘尺寸也不同,

所以PCB板设计时需要注意。

一般从元件型号到定格电压、静电容量值来进行了解。

定格电压、静电容量值都会体现在产品编号上。

特别是静电容量值,有与产品编号混在一起的可能性,所以需慎重确认。

比如「100」是表示静电容量值是「100μF」呢,

还是表示产品编号是「100」,而静电容量值是「10μF」呢。

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