耦合電路怎麼去耦
一、PCB板中去耦電容的分類
去耦電容在補償整合片或電路板工作電壓跌落時能起到儲能作用。它可以分成整體的、區域性的和板間的三種。整體去耦電容又稱旁路電容，它工作於低頻（<1MHz）範圍狀態，為整個電路板提供一個電流源，補償電路板工作時產生的ΔI噪聲電流，保證工作電源電壓的穩定。它的大小為PCB上所有負載電容和的50~100倍。它應放置在緊靠PCB外接電源線和地線的地方，印製線密度很高的地方。這不僅不會減小低頻去耦，而且還會為PCB上佈置關鍵性的印製線提供空間。
區域性去耦電容有兩個作用。第一，出於功能上的考慮：透過電容的充放電使整合片得到的供電電壓比較平穩，不會由於電壓的暫時跌落導致整合片功能受到影響；第二，出於EMC考慮：為整合片的瞬變電流提供就近的高頻通道，使電流不至於透過環路面積較大的供電線路，從而大大減小向外的輻射噪聲。同時由於各整合片擁有自己的高頻通道，相互之間沒有公共阻抗，抑止了其阻抗耦合。區域性去耦電容安裝在每個整合片的電源端子和接地端子之間，並儘量靠近整合片。
板間去耦電容是指電源面和接地面之間的電容，它是高頻率時去耦電流的主要來源。板間電容可以透過增加電源層和接地層間面積來增大。在PCB中，一些接地面可以布到了電源層，移去這些接地面，用電源隔離區代之，可以增加板間電容。
二、PCB板中去耦電容的大小
在直流電源迴路中，負載的變化會引起電源噪聲。例如在數位電路中，當電路從一個狀態轉換為另一種狀態時，就會在電源線上產生一個很大的尖峰電流，形成瞬變的噪聲電壓。配置去耦電容可以抑制因負載變化而產生的噪聲，是印製電路板的可靠性設計的一種常規做法，好的高頻去耦電容可以去除高到1GHz的高頻成分。陶瓷片電容或多層陶瓷電容的高頻特性較好。設計印製線路板時，每個積體電路的電源、地之間都要加一個去耦電容。去耦電容有兩個作用：一方面是本積體電路的蓄能電容，提供和吸收該積體電路開門關門瞬間的充放電能；另一方面旁路掉該器件的高頻噪聲。去耦電容的配置原則如下：
1、電源分配濾波電容
電源輸入端跨接一個10μF~100μF的電解電容器，如果印製電路板的位置允許，採用以上的電解電容器的抗干擾效果會更好。1μF，10μF電容，並行共振頻率在20MHz以上，去除高頻率噪聲的效果要好一些。在電源進入印製板的地方和一個1μF或10μF的去高頻電容往往是有利的，即使是用電池供電的系統也需要這種電容。
2、晶片配置去耦電容
為每個積體電路晶片配置一個0。01μF的陶瓷電容器。數位電路中典型的去耦電容為0。1/μF的去耦電容有5nH分佈電感，它的並行共振頻率在7MHz左右，也就是說對於10MHz以下的噪聲有較好的去耦作用，對40MHz以上的噪聲幾乎不起作用。如遇到印製電路板空間小而裝不下時，可每4~10個晶片配置一個1μF~10μF鉭電解電容器，這種器件的高頻阻抗特別小，在500kHz~20MHz範圍內阻抗小於1μF~10μF而且漏電流很小（0。5μA以下）。去耦電容值的選取並不嚴格，可按C=1/f計算，即10MHz取0。1μF。對微控制器構成的系統，取0。1μF~0。01μF之間都可以。
3、必要時加蓄放電容
每10片左右的積體電路要加一片充放電電容，或稱為蓄放電容，電容大小可選10μF。通常使用的大電容為電解電容，但是在濾波頻率比較高時，最好不用電解電容，電解電容是兩層薄膜捲起來的，這種捲起來的結構在高頻時表現為電感，最好使用鉭電容或聚碳酸酯電容。
三、PCB板中合理佈置去耦電容
（一）電容的等效模型在用電容抑制電磁騷擾和濾波的時候，最容易忽視的問題就是電容引線對濾波效果的影響。電容器的容抗與頻率成反比，正是利用這一特性，將電容並聯在訊號線與地線之間起到對高頻噪聲的旁路作用。然而，在實際工程中，很多人發現這種方法並不能起到預期濾除噪聲的效果，面對頑固的電磁噪聲束手無策。出現這種情況的一個原因是忽略了電容引線對旁路效果的影響。
實際電容器是由等效電感（ESL）、電容和等效電阻（ESR）構成的串聯網路。
理想電容的阻抗是隨著頻率的升高降低，而實際電容的阻抗是圖6-7所示網路的阻抗特性，在頻率較低的時候，呈現電容特性，即阻抗隨頻率的增加而降低，在某一點發生諧振，在這點電容的阻抗等於等效串聯電阻ESR。在諧振點以上，由於ESL的作用，電容阻抗隨著頻率的升高而增加，這使電容呈現電感的阻抗特性。在諧振點以上，由於電容的阻抗增加，因此對高頻噪聲的旁路作用減弱，甚至消失。所以在佈置去耦電容的時候一定要注意電容的分佈引數對濾波的影響。
（二）電容引線的作用
電容的諧振頻率由ESL和C共同決定，電容值或電感值越大，則諧振頻率越低，也就是電容的高頻濾波效果越差。ESL除了與電容器的種類有關外，電容的引線長度是一個十分重要的引數，引線越長，則電感越大，電容的諧振頻率越低。因此在實際工程中，要使電容器的引線儘量短，電容器的正確安裝方法和不正確安裝方法如圖1所示：
圖1：濾波電容的安裝方法
根據LC電路串聯諧振的原理，諧振點不僅與電感有關，還與電容值有關，電容越大，諧振點越低。許多人認為電容器的容值越大，濾波效果越好，這是一種誤解。電容越大對低頻干擾的旁路效果雖然好，但是由於電容在較低的頻率發生了諧振，阻抗開始隨頻率的升高而增加，因此對高頻噪聲的旁路效果變差，所以在濾波的時候要選取合適的電容。表4-2是不同容量瓷片電容器的自諧振頻率，電容的引線長度是1。6mm。
儘管從濾除高頻噪聲的角度看，電容的諧振是不希望的，但是電容的諧振並不是總是有害的。當要濾除的噪聲頻率確定時，可以透過調整電容的容量，使諧振點剛好落在騷擾頻率上。
（三）溫度對電容的影響
溫度對電容的特性也有很大的影響，由於電容器中的介質引數受到溫度變化的影響，因此電容器的電容值也隨著溫度變化。不同的介質隨著溫度變化的規律不同，有些電容器的容量當溫度升高時會減小70%以上。常用的濾波電容為瓷介質電容。瓷介質電容器有超穩定型（如COG或NPO）、穩定型（如X7R）以及通用型（如Y5V或Z5U）三種。不同介質的電容器的溫度特性如圖2所示：
圖2：不同介質電容器的溫度特性
從圖2中可以看到，C0G電容器的容量幾乎隨溫度沒有變化，X7R電容器的容量在額定工作溫度範圍變化12%以下，YSV電容器的容量在額定工作溫度範圍內變化70%以上。這些特性是必須注意的，否則會出現濾波器在高溫或低溫時效能變化而導致裝置產生電磁相容問題。
C0G介質電容雖然受溫度影響很小，特性穩定，但其介電常數較低，一般在10~100，因此當體積較小時，容量較小。XTR介質電容的介電常數高得多，為2000~4000，因此較小的體積能產生較大的電容。YSV介質電容的介電常數最高，為5000~25000。通常是用在要求較小的體積，較大的容值的地方。
許多人在選用電容器時，片面追求電容器的體積小，這種電容器的介質雖然具有較高的介質常數，但溫度穩定性很差，這會導致裝置的溫度特性變差。這在選用電容器時要特別注意，尤其是在軍用裝置中。
（四）PCB板中電壓對電容的影響
電容器的電容量不僅隨著溫度變化，還會隨著工作電壓變化，這一點在實際工程必須注意。X7R電容器在額定電壓狀態下，其容量降為原始值的70%而YSV電容器的容量降為原始值的30%瞭解了這個特性，在選用電容時要在電壓或電容量上留出餘量，否則在額定工作電壓狀態下，濾波器會達不到預期的效果。
圖3：電容器的電壓特性
綜合考慮溫度和電壓的影響時，電容的變化如圖3所示。
所以在濾波電容放置時一定要全面考慮電容的濾波效果，而不是越多越好，越大越好。排除盲目使用電容的誤區，也排除不使用的觀點。
圖4：電容器的溫度/壓特性
四、PCB板去耦電容合理配置
（1）合理佈置電源濾波/退耦電容：一般在原理圖中僅畫出若干電源濾波/退耦電容，但未指出它們各自應接於何處。其實這些電容是為開關器件（閘電路）或其他需要濾波/退耦的件而設定的，佈置這些電容就應儘量靠近這些元部件，離得太遠就沒有作用了。當電源濾波/退耦電容佈置的合理時，接地點的問題就顯得不那麼明顯。
（2）對於噪聲能力弱、關斷時電流變化大的器件和ROM ，RAM等儲存型器件，應在晶片的電源線（VCC）和地線（GND）間直接接入去耦電容。
（3）去耦電容的引線不能過長，引線越短，去耦效果越好。特別是高頻旁路電容不能帶引線。
（4）去耦不是越多越好，而是要注意濾波的效果，根據電路板和器件的時間情況來選用電容的個數和大小。
（5）去耦電容在要求較高的時候不用瓷片電容和電解電容，以為它們的容值精度差，分佈電感大。要選用比較精確的鉭電容或者聚酯電容等。
（6）在晶片較多、去耦電容比較多地方，可以安裝一個充放電電容，來電荷的瀉放電路開關工作過程中產生的積累。