PCB布板时，去耦电容该如何摆放？

在 PCB 设计领域，新手常常会遭遇一些困惑与挑战。就如之前听闻的一件事，一位刚毕业踏入职场的大学生，在进行 PCB 设计工作时出现了失误，结果被带他的老工程师严厉批评。这位大学生时常向周围人诉苦，仿佛自己做什么都难以达到要求，最终不堪重负选择了辞职。回顾老工程师对他的教导，诸如 PCB 走线别用直角、走线宜短、电容要就近摆放等，虽说语气或许重了些，但实则是用心良苦。

初涉 PCB 设计时，我们往往对这些要求的缘由懵懂不知，仅凭前辈的经验之谈难以深入理解。倘若忽视这些细节且反复犯错，难免再次遭受批评。就拿电容就近摆放来说，这其中蕴含着深刻的原理，其中电容去耦半径是一个关键因素。

多数资料在提及电容摆放靠近芯片时，多从减小回路电感的角度阐述。诚然，这是重要原因之一，但电容去耦半径问题同样不可忽视。一旦电容离芯片过远，超出其去耦半径，便会失去去耦功效。

要理解去耦半径，可从噪声源与电容补偿电流的相位关系入手。当芯片电流需求变动，会在电源平面局部引发微小电压扰动。电容若要补偿此电流或电压，需先感知该扰动。然而，信号在介质中传播需时，从电压扰动产生到电容感知有时间延迟，电容补偿电流到达扰动区亦有延迟，这就导致了噪声源与补偿电流相位不一致。

特定电容对与其自谐振频率相同的噪声补偿最佳，以此频率衡量相位关系。设自谐振频率为 f，对应波长为 λ，补偿电流表达式为 I = A * cos (2πf (t - R/C))（其中 A 是电流幅度，R 为需补偿区域到电容的距离，C 为信号传播速度）。当扰动区到电容距离达 λ/50 时，补偿电流相位与噪声源相位差 180 度，完全反相，去耦失效。为有效传递补偿能量，应使噪声源与补偿电流相位差尽量小，最好同相，距离越近越好，实际应用中，此距离宜控制在 λ/40 - λ/50 间。

例如，0.001uF 陶瓷电容，安装后寄生电感 1.6nH，谐振频率 125.8MHz，谐振周期 7.95ps，假设信号传播速度 166ps/inch，波长 47.9 英寸，其去耦半径约 2.4 厘米。不同电容谐振频率不同，去耦半径也各异。大电容谐振频率低，波长很长，去耦半径大，所以其放置位置相对不那么受关注；小电容则因去耦半径小，必须尽可能靠近需去耦的芯片，这便是诸多资料反复强调之处。

总之，在 PCB 设计学习过程中，犯错难以避免。若有幸遇良师，初期的严格要求可能让人受益终身。若想避免批评又快速进步，唯有主动探寻资料、勤奋学习，深入理解诸如电容摆放这类关键要点背后的原理，才能在 PCB 设计之路上稳步前行。