10、无源元件回顾与PCB布局案例研究

无源元件回顾与PCB布局案例研究

1. 电感

电感是电子电路中常见的无源元件，其特性在电路设计中至关重要。理想电感的阻抗公式为：
[Z_{inductor,ideal}=j\omega L]
然而，在现实世界中，实际电感的阻抗会受到铜线电阻和绕组间电容的影响。实际电感的阻抗公式如下：
[Z_{inductor,real}=\frac{j\omega L}{1 - \omega^{2}LC + j\omega RC}]
其阻抗的大小为：
[|Z_{inductor,real}|=\sqrt{\left(\frac{\omega L}{1 - \omega^{2}LC}\right)^{2}+\left(\frac{\omega RC}{1 - \omega^{2}LC}\right)^{2}}]

以一个电解电容为例，当 (L = 100\mu H)，(C = 25pF)，(R = 0.1\Omega) 时，通过阻抗图可以清晰地看到非理想电感的自谐振频率（约为 3.2 MHz）。在自谐振频率以上，该电感的阻抗呈电容性。

2. 印刷电路板（PCB）布局问题

PCB 布局和布线是电路设计中至关重要的环节，但有时会被推迟到设计周期的最后阶段。要做好 PCB 布局，需要关注许多细节，具体如下：
- 电路位置规划 ：明确高频、大电流或敏感电路的位置。
- 元件特性了解 ：掌握元件的局限性。
- 噪声源分析 ：清楚噪声源的信息。
- 实际约束考虑