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？2 ?" V( l/ H1 P' `+ b
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。
' {- F1 `8 H# s# n: D- O; c3 {" O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？
$ i9 n3 M: K0 K4 F ~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。 # K& s3 c* M6 Y% t6 N6 ?
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。
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图 1：采用去耦和不采用去耦的缓冲电路（测量结果）, D9 Q* G! H8 l
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9 X1 C2 |, T: @0 Q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。 , S7 U7 ^ r6 H
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。 4 D" P8 T$ n/ }1 c" P: Z2 x
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。
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8 R; T9 r5 E7 X! g图 2：带去耦合和不带去耦合情况下的电流( `2 V' [5 O: i
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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。
! L) w& Q( a% g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。 # I: W/ z. V \: H0 R8 n8 ?
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$ |" K$ Z+ n( ^( m0 ]- f$ ]- O图 3：良好与糟糕 PCB 板面布局的对比3 H" Z) Y0 q( G8 [- r, C
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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。 | 
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发表于 2019-1-11 08:30
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