关于旁路电容的深度对话(第二部分)作者：DavidRitter,TamaraSchmitz应用工程师Intersil公司通过一次关于基本知识的对话，让我们深入考察那没有什么魅力但是极其关键的旁路电容和去耦电容。编辑引言：旁路电容是关注度低、没有什么魅力的元器件，一般来说，在许多专题特写中不把它作为主题，但是，它对于成功、可靠和无差错的设计是关键。来自Intersil公司的作者DavidRitter和TamaraSchmitz参加了关于该主题的进一步对话。本文是对话的第二部分。Dave和Tamara信仰辩论的价值、教育的价值以及谦虚地深入讨论核心问题的价值；简而言之，为了获取知识而展开对一个问题的讨论。下面请“聆听”并学习。Tamara:我们上次关于旁路电容的对话很好，但是，我认为这个话题没有结束。我们假设电容的低边有一块完美的接地层可用。然而，在一半的情况下，这并不是有效的假设。David:我听您说，博士。那天一位同事向我展示了他的最新的板子。“我用的是四层板，完整的接地层，”他真诚地说，“没有问题呀。”我没有把握他说的是否正确。Tamara:是的，接地层大有帮助，如果你使用正确的话。David:正如我们所说的，旁路电容应该尽可能近地放在电源的旁边。我们假设读者知道把电容的另一边连接至良好的接地层。Tamara:可是，让我们确切一点说。你说的“良好的接地”或“良好的接地层”是什么意思？David:啊，接地应该是0V。Tamara:然而，它真是真正的零伏吗？David:不，当然不是。总是存在一些阻抗，总是存在一些引起电压降的电流。Tamara:因此，在一点的地电压永远不会跟另一点一样。David:有时候，当我们研究隔离问题时，我们可以假设局部接地层的电压是相对一致的。另一方面，有些应用处于高频环境中，例如，接近发射器或微波炉。这些设备有大量的信号耦合进它们的接地层之中。Tamara:那么，我们如何构建一块“良好的接地层”呢？我们的读者应该仅仅采用接地层吗？David:有时候答案是肯定的。Tamara:然而，在接地层上时常存在足够大的电流，从而引起从一点至另一点之间出现巨大的电压降。David:因此，问题在于，你如何在一个系统中把每一个电路接地以最优化性能？Tamara:那取决于电路的类型。David:是的，你可能在一个系统中要采用多种接地方案。Tamara:当然，所有的地最终都要接在同一个地方。David:是的，然而，我们要把每一块接地层直接连接至一个地方吗？Tamara:我们可以这么做，而那被称为星型接地(这是一种非常流行的接地方式，如果使用正确，是一种成功的接地方式)。David:对于小的电路我们已经采用了那种技术，但是，对于较大的电路我们还需要研究。Tamara:当你设计大面积的电路时，问题更为严峻。你不能让一个有用的旁路电容距离元件0.5英寸开外连接。总的引线电感将让电容的性能退化。David:我喜欢把接地看成是一种局部现象。跟随通过围绕一颗芯片(例如)的小的局部环路的电源和输入电流，并保持那个环路尽可能小和紧凑。来自局部电路的各个接地层然后连接至较大的接地系统，这一接地系统要根据较大等级的电流进行设计。Tamara:你可以举一个例子吗？David:当然，(例1)我们正在构建一个两输入的视频示波器(称为“波形监视器”)。如图1所示为前端的简化电路图。图1：两通道可选前端电路图。Tamara:那是几个馈入2:1复用器的视频放大器，在输出端上有一个缓冲放大器，对吗？David:非常正确。我们设计了一块像这样的板子(图2)。图2：两通道可选前端的布局。David:这是一块四层电路板，尽管有两层用得很少(浅蓝和深蓝)。红色是顶层，最后一层是接地层。Tamara:设计和布局看起来非常简单和干净。David:然而，在各个输入之间存在太多的耦合。(即使当输入B被关闭时，它示出输入A的衰减版)。Tamara:在输入B上的信号有多大？David:在我们的视频应用中，任何大于-90dB的信号均是不可接受的。我们要测量的信号大约为-55dB。Tamara:我要更仔细地看看引起耦合的边缘电流(图3)。图3：显示边缘电流的前端布局。Tamara:我明白。正是来自输入A的边缘电流在输入B中引起一个信号。David:那正是我们所猜测的。当边缘路径重叠时，我们就会发现存在串扰。为了验证这一理论，我们在电路板上切了几刀，如图4所示(绿色线是切割线)。图4：具有割裂接地层(绿色)的两个通道的可选前端布局。David:太令人惊讶了！耦合消失了—它实际上低于噪声的电平。Tamara:那么，为什么那样做管用呢？David:沿着电流的走向，总是存在一条环路，在接地层