关于板上滤波电容的设计,非常专业的做法是通过PDN仿真来确认电容的容值、数量、封装大小以及摆放的位置。但是,很多企业都不具备这样的能力,或者说没有去布置这样的能力。
常规的做法是去参照demo板子的设计,上游给的参考板子上面用了什么样的电容配置,也跟着设计,封装、容值、数量都保持一致,无法保持一样也尽量凑成一样的,比如一个47uF的由两个22uF的组合来替代。通常上游的板子为了使他们的芯片能稳定的工作,这部分都是验证过的,所以拿来做参考,大部分都是没有问题的,特别是芯片端的滤波电容的配置情况还是值得参考的。(对于芯片供电管脚的滤波电容,一个做法是每个电源pin都加一个小的滤波电容,比如10nF的,摆不下的时候可以考虑两个pin公用一个小滤波电容,这些除了原理设计上加了对应电容,还需要layout的时候按照对应的方式摆放才能起到预期的效果。)
一些额外的做法就是基于参考设计的情况,根据经验做删减,比如如果只有一种封装的物流,可以换几个其它封装的上去,容值也可以多样化一些;看到容值偏大和偏多了,实际生产的时候可以考虑先不上件,得回板后实际测试确认,无异常则可以降本了。
一些小芯片,很多时候会被忽略,在其供电引脚位置没有设计滤波电容(也叫去耦电容),比如EEPROM,FLASH,逻辑芯片,电平转换芯片等,这样的设计其实会显得不是那么可靠的,会出现到这些小芯片的电源可能纹波噪声偏大的情况,会影响芯片工作的稳定性和可靠性。建议是可以放一颗100nF+一颗1nF的电容在芯片的供电引脚位置来做基本的配置,封装的化,最常见的0402就可以了,成本也是极低的,如下是一个简单的例子。
对于一些有从电源芯片输出电源区域走线的信号线,还建议预留一些滤波电容(小容值小封装的电容即可),用来预防电源对信号线产生的干扰,当然这部分需要layout基本定下来之后才能确认哪些信号线穿越了那些区域,而这也是很容易被忽略的原因,毕竟layout定下来时,原理图已经是要完全定下来的状态了。评审PCB的时候关注下电源输出区域的信号走线,还是很有必要的,这部分的干扰要是留到回板后才发现,很多时候就只能改版来解决优化了,这个时候的成本就显得极大了。如下,两个电感之间穿过的信号线就建议加个小的滤波电容,以免被干扰。特别是,如果出现不得不从电感下方走线的情况,一定要预留滤波电容的位置。
对于一些比较敏感的电源引脚,比如时钟芯片或者给时钟供电的电源域、给高速信号供电的电源域等,可以考虑搭配磁珠来达到更好的滤波效果。
另外,有一些芯片在datasheet里面已经直接提了相关滤波电容的要求,做设计的时候也需要核对确认,不能忽略,芯片提了特殊的要求,需要重点关注。
祝好运!