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有兩個(gè)不同值電容的去耦網(wǎng)絡(luò)及其等效電路

發(fā)布時(shí)間:2014/4/17 21:06:30 訪問次數(shù):840

   當(dāng)頻率低于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率時(shí)( f< frl),兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)呈容性,總電容等于兩個(gè)電容之和,HCF4094M013TR這實(shí)際上就等于大電容。因此,小電容對(duì)于去耦網(wǎng)絡(luò)的性能只有較小的影響或沒有影響。

   當(dāng)頻率高于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率時(shí)(f> frZ),兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)呈感性,總電感等于兩個(gè)電感并聯(lián),或一個(gè)電感值的一半。當(dāng)頻率高于fr2時(shí)有助于去耦。

   然而,當(dāng)頻率在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率之間時(shí)(frl< f< fr2),具有較大電容的網(wǎng)絡(luò)呈感性,具有較小電容的網(wǎng)絡(luò)仍然呈容性。因此兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的等效電路是如圖11-15 (b)所示的一個(gè)電容并聯(lián)一個(gè)電感或一個(gè)并聯(lián)諧振電路,其阻抗在諧振時(shí)是大的,這將如圖11-14所示產(chǎn)生諧振尖峰。

        

   并聯(lián)諧振峰值的準(zhǔn)確形狀、幅度和位置將作為兩個(gè)電容值的比值、電容的等效串聯(lián)電阻(ESR)以及PCB布局的函數(shù)而變化。如果兩個(gè)電容值在2比1的比值以內(nèi),因?yàn)橹C振峰值將出現(xiàn)在諧振下降中,所以它的幅度將被減小到一個(gè)可接受的值。例如,因?yàn)楣撸词雇瑯訕?biāo)稱值的電容將有不同的值。兩個(gè)有20%或甚至so%公差的電容間所產(chǎn)生的諧振峰值不會(huì)產(chǎn)生問題。并聯(lián)諧振的主要問題出現(xiàn)在當(dāng)電容值有一個(gè)數(shù)量級(jí)或更多的差距時(shí)。

   因此,我們可得出結(jié)論,當(dāng)兩個(gè)不同值的電容分別被用于兩個(gè)去耦網(wǎng)絡(luò)時(shí):

   ·當(dāng)頻率低于大電容網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率時(shí),小電容網(wǎng)絡(luò)將對(duì)去耦性能沒有影響。

   ·當(dāng)頻率高于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率時(shí),因?yàn)殡姼袦p小,去耦性能將提高。

   ·在兩個(gè)諧振頻率之間的某些頻率,由于并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)所導(dǎo)致的阻抗尖峰,去耦性能實(shí)際將變差,這是不利的。

   例如,Bruce Archambeault(2001)通過用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量一個(gè)試驗(yàn)PCB的電源對(duì)地平面的阻抗給出了不同去耦方法去耦效果的信息。對(duì)于兩個(gè)不同值去耦電容的情況,他的結(jié)論是:

   當(dāng)?shù)诙䝼(gè)電容值增加時(shí),高頻去耦性能沒有顯著的提高。實(shí)際上,在許多典型噪聲銬鶯存在的頻率范圍內(nèi)(50~200MHz),去耦性能是較差的。

   Archambeault的數(shù)據(jù)表明,在兩個(gè)去耦網(wǎng)絡(luò)諧振頻率之間的某些頻率,在50~200MHz的頻率范圍內(nèi),與所有電容值都相同時(shí)的結(jié)果比較,當(dāng)用兩個(gè)不同值的電容時(shí)噪聲增加了25dB。

   當(dāng)頻率低于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率時(shí)( f< frl),兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)呈容性,總電容等于兩個(gè)電容之和,HCF4094M013TR這實(shí)際上就等于大電容。因此,小電容對(duì)于去耦網(wǎng)絡(luò)的性能只有較小的影響或沒有影響。

   當(dāng)頻率高于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率時(shí)(f> frZ),兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)呈感性,總電感等于兩個(gè)電感并聯(lián),或一個(gè)電感值的一半。當(dāng)頻率高于fr2時(shí)有助于去耦。

   然而,當(dāng)頻率在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率之間時(shí)(frl< f< fr2),具有較大電容的網(wǎng)絡(luò)呈感性,具有較小電容的網(wǎng)絡(luò)仍然呈容性。因此兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的等效電路是如圖11-15 (b)所示的一個(gè)電容并聯(lián)一個(gè)電感或一個(gè)并聯(lián)諧振電路,其阻抗在諧振時(shí)是大的,這將如圖11-14所示產(chǎn)生諧振尖峰。

        

   并聯(lián)諧振峰值的準(zhǔn)確形狀、幅度和位置將作為兩個(gè)電容值的比值、電容的等效串聯(lián)電阻(ESR)以及PCB布局的函數(shù)而變化。如果兩個(gè)電容值在2比1的比值以內(nèi),因?yàn)橹C振峰值將出現(xiàn)在諧振下降中,所以它的幅度將被減小到一個(gè)可接受的值。例如,因?yàn)楣,即使同樣?biāo)稱值的電容將有不同的值。兩個(gè)有20%或甚至so%公差的電容間所產(chǎn)生的諧振峰值不會(huì)產(chǎn)生問題。并聯(lián)諧振的主要問題出現(xiàn)在當(dāng)電容值有一個(gè)數(shù)量級(jí)或更多的差距時(shí)。

   因此,我們可得出結(jié)論,當(dāng)兩個(gè)不同值的電容分別被用于兩個(gè)去耦網(wǎng)絡(luò)時(shí):

   ·當(dāng)頻率低于大電容網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率時(shí),小電容網(wǎng)絡(luò)將對(duì)去耦性能沒有影響。

   ·當(dāng)頻率高于兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的諧振頻率時(shí),因?yàn)殡姼袦p小,去耦性能將提高。

   ·在兩個(gè)諧振頻率之間的某些頻率,由于并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)所導(dǎo)致的阻抗尖峰,去耦性能實(shí)際將變差,這是不利的。

   例如,Bruce Archambeault(2001)通過用網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量一個(gè)試驗(yàn)PCB的電源對(duì)地平面的阻抗給出了不同去耦方法去耦效果的信息。對(duì)于兩個(gè)不同值去耦電容的情況,他的結(jié)論是:

   當(dāng)?shù)诙䝼(gè)電容值增加時(shí),高頻去耦性能沒有顯著的提高。實(shí)際上,在許多典型噪聲銬鶯存在的頻率范圍內(nèi)(50~200MHz),去耦性能是較差的。

   Archambeault的數(shù)據(jù)表明,在兩個(gè)去耦網(wǎng)絡(luò)諧振頻率之間的某些頻率,在50~200MHz的頻率范圍內(nèi),與所有電容值都相同時(shí)的結(jié)果比較,當(dāng)用兩個(gè)不同值的電容時(shí)噪聲增加了25dB。

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