在担任应用工程师之前，我是 IC 测试开发工程师。我的项目之一是对 I2C 温度传感器进行特性描述。在编写一些软件之后，我手工焊接了一个原型设计电路板。由于时间仓促，我省去了比较麻烦的去耦电容器。谁会需要它呢，对吧？
( H+ F7 I8 C. @我收集数据大概有一个星期了，但获得的任何结果都无法与预期结果相匹配。于是我做了大量更改，试图提升性能，但都没有效果。最后，我决定添加一个去耦电容器，不出所料，问题解决了。 ( U7 y2 |: n! \, A) l1 c/ Q
这让我不禁思考，会不会总是需要使用去耦电容器？它的作用到底是什么？
9 l4 c/ H$ n& Z- [要回答这个问题，需要考证在不使用去耦器件时会出现什么问题。
+ G. r# W6 P4 f0 I$ }" K5 r# S; h图 1 为带去耦电容器和不带去耦电容器（C1 和C2）情况下用于驱动 R-C 负载的缓冲电路。我们注意到，在不使用去耦电容器的情况下，电路的输出信号包含高频 (3.8MHz) 振荡。对于没有去耦电容器的放大器而言，通常会出现稳定性低、瞬态响应差、启动出现故障以及其它多种异常问题。
, Y$ @- F& X; b) i% l' u E' F5 z
/ B! o4 y% Q _![]() : f) l3 X7 k1 ]
图 1：采用去耦和不采用去耦的缓冲电路（测量结果）$ J: K: c3 b+ A0 u/ \3 j: Y; T
9 C4 H" _$ F" Y/ r! e, X, H
8 b$ g/ D$ t" @$ ^
$ \) E T. u/ ~0 K; Z+ E& f0 w- R/ E9 Q" O& d. N) q! V
图 2 阐述了为什么去耦非常重要。需要注意的是，电源线迹的电感将限制暂态电流。
+ _- h; D1 A6 A, e R' N( j去耦电容与器件非常接近，因此电流路径的电感很小。在暂态过程中，该电容器可在非常短的时间内向器件提供超大量的电流。
$ I3 ^) y$ L. t9 v未采用去耦电容的器件无法提供暂态电流，因此放大器的内部节点会下垂（通常称为干扰）。无去耦电容的器件其内部电源干扰会导致器件工作不连续，原因是内部节点未获得正确的偏置。 * ]9 Y% ~0 j$ }! _ P
- U- C: `& N _6 R% O& [. J
![]() 6 k9 o6 a" C, t- H
图 2：带去耦合和不带去耦合情况下的电流6 k6 x4 X/ e# t. E. q
; {, S M0 \$ }4 E: \1 Z
& m" K- u7 {; s* T
除了使用去耦电容器外，您还要在去耦电容器、电源和接地端之间采取较短的低阻抗连接。
. q8 E" o( V' k1 u" W0 Q, s图 3 将良好的去耦合板面布局与糟糕的布局进行了对比。您应始终尝试着让去耦合连接保持较短的距离，同时避免在去耦合路径中出现通孔，原因是通孔会增加电感。大部分产品说明书都会给出去耦合电容器的推荐值。如果没有给出，则可以使用 0.1uF。
6 Y, U- r6 W) R' L8 |6 E( ?8 d9 {7 y3 a3 X
![]()
, D9 i, Y, a4 F, q7 Y图 3：良好与糟糕 PCB 板面布局的对比
8 C8 k9 r8 o" P' {! F9 p" k0 ^
4 Y( C y6 x( ]0 W! |* \8 K9 K. d, X2 e1 q }, u
正确连接去耦电容器会给您省去很多麻烦。即便在试验台上不使用去耦合电路也能工作得很好，但若进入量产阶段时再因工艺变化和其他实际因素的影响，您的产品可能就会出现这样或那样的问题。 | 
/1 
发表于 2019-1-11 08:30
收藏
淘帖
支持！
反对！