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解决辐射问题：退耦电容的原理及应用？相信不少人是有疑问的，今天就跟大家解答一下！

在比创达每年3000+的整改案例中，便携式消费电子类产品如蓝牙音箱产品、录音笔类产品，多次出现时钟类窄带辐射与PCB布线中的电源走线强相关，甚至出现传导****测试中因时钟干扰导致测试不过的情况；这类问题就涉及到了电源去耦的问题，结合实际整改经验和理论分析，比创达工程师总结了去耦电容的相关原理及应用注意事项，现分享如下：

解决辐射问题：退耦电容的原理及应用？（下）接下来就跟着深圳比创达EMC小编一起来看下吧！

一、退耦及退耦电容

(1) 退耦

退耦，Decouple，也即去耦；一般是指电源与负载之间的相互作用，负载端如芯片的Vcc需要从主电源取电；同时芯片作为有源负载，其高频噪声也易通过Vcc走线传到前端的电源，再传到其他模块。所以：

▲退耦网络，尤其是芯片Vcc管脚的退耦电容，有一个很大的作用是将负载端的噪声滤除，以免传到前端；

▲另外，当有源负载有高频开关时，会对Vcc上的电流产生高频续断或大小变化，若无去耦措施的存在，会造成这个电流的瞬变不能满足芯片/有源负载的需求。

图1 用水系统中的“去耦“

关于退耦网络，一个较形象的类比是居民用水问题。如图1，水库是总的水源（总电源），居民用户、工厂等是最终的用水端（负载端）：

▲若所有的用户都是直接从水库/水厂取水，在用水高峰期时有限的主管道水流就会捉襟见肘，部分用户可能没法取到水、或者取的水流/水压小，不足以使用；而蓄水池、水塔的存在就可以缓解用水高峰期时的供水压力，类似电路中的去耦网络对瞬变电流的就近、临时补充；

▲同时，用户使用过的生活污水、工业废水等需要经过污水处理装置进行处理后排放或再利用，类似电路中去耦网络的滤除干扰的作用。

(2) 退耦电容

图2 去耦电容应用示意图

C1为电源的输出滤波电容，L1为走线的等效电感 ，C2、C3分别为模块A和B的去耦电容

▲当模块A在某一瞬间需要一个很大的电流时，若无C2、C3，就需要直接从主电源抽电流，但因L1的存在，电流可能没那么快到（电感中的电流没法突变），到了也没那么大，就会造成A处的电压降低，进而使B处的电压也降低，从而影响了B模块的信号，这就是“共路耦合干扰“。

▲当加上了C2和C3后，模块A再需要瞬时大电流时，电容C2就可以为A暂时提供电流，即C2被当作了储能电容；另外，因为电容两端的电压不能突变，也会抑制、延缓A模块的电压变化，C3就可以在A模块发生突变时起到稳定B模块电压的作用；

▲同时，模块A、B工作时因高频开关等动作产生的高频扰动噪声也可以通过C2、C3滤波电容旁路到地

另外，当我们主电源和负载距离较远、或者因电源平面不好布线，而采用长走线替代电源平面时，要在长走线每隔一定距离加上相应的去耦电容（电容的布局密度一般是要求每隔1000mil左右对地加电容），这时电容主要起的是储能电容的作用。

(3) 电容的去耦半径

当芯片的电流需求发生突变时，会在电源平面的一个很小的局部区域产生电压扰动，这一扰动被去耦电容感知后才能得到补偿。但信号在介质中传播至电容需要时间，电容给的补偿反馈回芯片端也需要时间，这样就会存在延迟，造成噪声源和补偿电流之间存在相位差，若相位差太大就失去了去耦作用。因此，去耦电容要离噪声源越近越好（芯片的去耦电容一般都是靠近Vcc管脚放置，电容的 Fanout长度要求不大于50mil）；

例如，一颗1nF陶瓷电容，假设相应的引线寄生电感为1.6nH，则谐振频率为126MHz，周期为7.9ns，假设信号在PCB上的传播速度为6inch/ns，则谐振信号对应的波长λ为47.4inch（1.2m），而一般要求电容的去耦半径为λ/50（2.4cm），即此去耦电容对它周围2.4cm范围内的电源噪声有效去耦。

二、小结

（1）针对高频窄带辐射干扰，可采用合适的LRC滤波器在源头处进行滤波处理。

（2）去耦电容的原理是利用其储能特性和滤波特性，在负载电源端增加一个局部“蓄水池“及滤波网络。

（3） 因电容的谐振特性，其布局要求是就近放置，焊盘引线不能过长。

（4）对于长电源走线，也要每隔一定距离添加去耦电容。

综上所述，相信通过本文的描述，各位对解决辐射问题：退耦电容的原理及应用都有一定了解了吧，有疑问和有不懂的想了解可以随时咨询深圳比创达这边。今天就先说到这，下次给各位讲解些别的内容，咱们下回见啦！也可以关注我司公众平台账号：深圳比创达EMC！

以上就是小编给您们介绍的解决辐射问题：退耦电容的原理及应用的内容，希望大家看后有所帮助！