电路去耦合详解，电路去耦设计-KIA MOS管

电路去耦合方法

1. 去耦电容法

去耦电容法是常用的电路去耦合方法。它主要是通过添加去耦电容，将交流信号分离开来，从而达到抑制噪声和干扰的效果。去耦电容一般安装在信号源和放大器之间，在信号源输入端和输出端分别添加一个电容，可以有效抑制信号源与放大器之间的干扰。

去耦电容的选择应注意以下几点：

（1）电容的容值应根据信号频率选择，一般建议选择10 Hz以下信号的容值；

（2）电容的电压值应比最大信号电压高10%以上，以确保电容工作安全；

（3）电容的稳定性应好，阻抗尽量小，以减少信号损耗。

2. 去耦电阻法

去耦电阻法是另一种常用的电路去耦合方法。它主要是通过添加去耦电阻，降低信号源的内阻和输出阻抗，从而减少信号的干扰。去耦电阻一般安装在信号源和放大器之间，在信号源输出端和放大器输入端分别添加一个电阻。

去耦电阻的选择应注意以下几点：

（1）电阻的阻值应根据信号源的内阻和输出阻抗来选择；

（2）电阻的功率应根据最大输出功率来选择；

（3）电阻的精度应较高，以减少信号损失。

电路去耦合流程

电路去耦合的流程主要包括以下几个步骤：

1. 选取合适的去耦电容或去耦电阻；

2. 确定去耦电容或电阻的安装位置；

3. 计算电容或电阻的参数值并进行安装；

4. 测试电路的信号输出质量和稳定性；

5. 如有需要，可根据测试结果进行调整和优化。

电路去耦设计分享

适当的局部去耦在PCB上是必不可少的

典型的4层PCB通常设计为接地层、电源层、顶部信号层和底部信号层。表面贴装IC的接地引脚通过引脚上的过孔直接连接到接地层，从而最大限度地减少接地连接中的无用阻抗。

电源轨通常位于电源层，并且路由到IC的各种电源引脚。显示电源和接地连接的简单IC模型如图所示。

图. 显示走线阻抗和局部去耦电容的IC模型

IC内产生的电流表示为IT。流过走线阻抗Z的电流产生电源电压VS的变化。如上所述，根据IC的PSR，这会产生各种类型的性能降低。

通过使用尽可能短的连接，将适当类型的局部去耦电容直接连接到电源引脚和接地层之间，可以最大限度地降低对功率噪声和纹波的灵敏度。去耦电容用作瞬态电流的电荷库，并将其直接分流到地，从而在IC上保持恒定的电源电压。虽然回路电流路径通过接地层，但由于接地层阻抗较低，回路电流一般不会产生明显的误差电压。

图2显示了高频去耦电容必须尽可能靠近芯片的情况。否则，连接走线的电感将对去耦的有效性产生不利影响。

图. 高频去耦电容的正确和错误放置

图左侧，电源引脚和接地连接都可能短，所以是最有效的配置。然而在图右侧中，PCB走线内的额外电感和电阻将造成去耦方案的有效性降低，且增加封闭环路可能造成干扰问题。

选择正确类型的去耦电容

低频噪声去耦通常需要用电解电容（典型值为1μF至100μF），以此作为低频瞬态电流的电荷库。将低电感表面贴装陶瓷电容（典型值为0.01μF至0.1μF）直接连接到IC电源引脚，可最大程度地抑制高频电源噪声。所有去耦电容必须直接连接到低电感接地层才有效。此连接需要短走线或过孔，以便将额外串联电感降至最低。

大多数IC数据手册在应用部分说明了推荐的电源去耦电路，用户应始终遵循这些建议，以确保器件正常工作。

铁氧体磁珠（以镍、锌、锰的氧化物或其他化合物制造的绝缘陶瓷）也可用于在电源滤波器中去耦。铁氧体在低频下（<100kHz）为感性—因此对低通LC去耦滤波器有用。100kHz以上，铁氧体成阻性（低Q）。铁氧体阻抗与材料、工作频率范围、直流偏置电流、匝数、尺寸、形状和温度成函数关系。

铁氧体磁珠并非始终必要，但可以增强高频噪声隔离和去耦，通常较为有利。这里可能需要验证磁珠永远不会饱和，特别是在运算放大器驱动高输出电流时。当铁氧体饱和时，它就会变为非线性，失去滤波特性。

请注意，某些铁氧体甚至可能在完全饱和前就是非线性。因此，如果需要功率级，以低失真输出工作，当原型在此饱和区域附近工作时，应检查其中的铁氧体。典型铁氧体磁珠阻抗如图所示。

图. 铁氧体磁珠的阻抗

在为去耦应用选择合适的类型时，需要仔细考虑由于寄生电阻和电感产生的非理想电容性能。

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