全球電子制造業(yè)正進入一個創(chuàng)新密集和新興企業(yè)快速發(fā)展的時期，作為電子元件的基礎(chǔ)工程和核心構(gòu)成，PCB電路板產(chǎn)業(yè)也加快了升級迭代的步伐。為了更好的捕捉國際領(lǐng)先的PCB制造技術(shù)，全方位展示國內(nèi)電路板產(chǎn)業(yè)制造水準，8月30日至9月1日，2016深圳國際電路板采購展覽會（CS Show 2016）將在深圳會展中心正式拉開帷幕。今天我們就先來解析一個PCB的難點問題——去耦電容為何要就近擺放？
相信對做硬件的工程師，畢業(yè)開始進公司時，在設(shè)計PCB時，老工程師都會對他說，PCB走線不要走直角，走線一定要短，電容一定要就近擺放等等。
但是一開始我們可能都不了解為什么這樣做，就憑他們的幾句經(jīng)驗對我們來說是遠遠不夠的，當然如果你沒有注意這些細節(jié)問題，今后又犯了，可能又會被他們罵，“都說了多少遍了電容一定要就近擺放，放遠了起不到效果等等”，往往經(jīng)驗告訴我們其實那些老工程師也是只有一部分人才真正掌握其中的奧妙，我們一開始不會也不用難過，多看看資料很快就能掌握的。
直到被罵好幾次后我們回去找相關(guān)資料，為什么設(shè)計PCB電容要就近擺放呢，等看了資料后就能了解一些，可是網(wǎng)上的資料很雜散，很少能找到一個很全方面講解的。下面這些內(nèi)容是關(guān)于電容去耦半徑的講解，相信你看了之后可以很牛x的回答和避免類似問題的發(fā)生。
電容去耦的一個重要問題是電容的去耦半徑。大多數(shù)資料中都會提到電容擺放要盡量靠近芯片，多數(shù)資料都是從減小回路電感的角度來談這個擺放距離問題。確實，減小電感是一個重要原因，但是還有一個重要的原因大多數(shù)資料都沒有提及，那就是電容去耦半徑問題。如果電容擺放離芯片過遠，超出了它的去耦半徑，電容將失去它的去耦的作用。
理解去耦半徑最好的辦法就是考察噪聲源和電容補償電流之間的相位關(guān)系。當芯片對電流的需求發(fā)生變化時，會在電源平面的一個很小的局部區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生電壓擾動，電容要補償這一電流（或電壓），就必須先感知到這個電壓擾動。信號在介質(zhì)中傳播需要一定的時間，因此從發(fā)生局部電壓擾動到電容感知到這一擾動之間有一個時間延遲。同樣，電容的補償電流到達擾動區(qū)也需要一個延遲。因此必然造成噪聲源和電容補償電流之間的相位上的不一致。
特定的電容，對與它自諧振頻率相同的噪聲補償效果最好，我們以這個頻率來衡量這種相位關(guān)系。
當擾動區(qū)到電容的距離達到時，補償電流的相位為，和噪聲源相位剛好差180度，即完全反相。此時補償電流不再起作用，去耦作用失效，補償?shù)哪芰繜o法 及時送達。為了能有效傳遞補償能量，應(yīng)使噪聲源和補償電流的相位差盡可能的小，最好是同相位的。距離越近，相位差越小，補償能量傳遞越多，如果距離為0，則補償能量百分之百傳遞到擾動區(qū)。這就要求噪聲源距離電容盡可能的近，要遠小于。實際應(yīng)用中，這一距離最好控制在（λ/40 -λ/50）之間，這是一個經(jīng)驗數(shù)據(jù)。
例如：0.001uF陶瓷電容，如果安裝到電路板上后總的寄生電感為1.6nH，那么其安裝后的諧振頻率為125.8MHz，諧振周期為7.95ps。假設(shè)信號在電路板上的傳播速度為166ps/inch，則波長為47.9英寸。電容去耦半徑為47.9/50=0.958英寸，大約等于2.4厘米。
本例中的電容只能對它周圍2.4厘米范圍內(nèi)的電源噪聲進行補償，即它的去耦半徑2.4厘米。不同的電容，諧振頻率不同，去耦半徑也不同。對于大電容，因為其諧振頻率很低，對應(yīng)的波長非常長，因而去耦半徑很大，這也是為什么我們不太關(guān)注大電容在電路板上放置位置的原因。對于小電容，因去耦半徑很小，應(yīng)盡可能的靠近需要去耦的芯片，這正是大多數(shù)資料上都會反復(fù)強調(diào)的，小電容要盡可能近的靠近芯片放置。
相信今天讀了這篇文章，各位業(yè)界同仁們會對PCB的去耦電容的半徑問題會有一個全新的認識。想了解更多PCB的專業(yè)知識，敬請關(guān)注即將于8月30日在深圳會展中心盛裝開展的CS Show 2016深圳國際電路板采購展覽會。一屆完整而成功的PCB電路板采購展，除了專業(yè)觀眾的參與，更離不開PCB展商的熱情付出。作為國內(nèi)專注以PCB/FPC采購為主題的行業(yè)展會，CS Show 2016吸引了大批國內(nèi)外知名展商參展，是樹立業(yè)內(nèi)知名度、彰顯實力的舞臺，各種創(chuàng)新、環(huán)保、智能化的電路板設(shè)備、原物料，都將在展會開幕時完美呈現(xiàn)。
CS Show 2016觀眾預(yù)登記途徑：
https://ali2.infosalons.com.cn/vscenter/visitor/login.aspx?f=1AFA545F-A685-47A3-BF02-FDF6943662E4
參觀熱線：
國內(nèi)觀眾：4006505611或86-10-5763 1818； 國際觀眾：86-21-2231-7142
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