我的电路需要去耦电容吗？

电器工程 电路板 去耦电容
2022-01-26 22:01:37

我有一个非常简单的设计，我现在正在为其设计 PCB 布局。目前我正在考虑去耦电容器的问题。该板非常简单，仅包含以下内容：

 1 x ATtiny85
 3 x resistors
 1 x 32.768 kHz crystal
 2 x 22 pF caps for crystal
 3 x LED

该板由 2 节 AAA 电池供电。MCU 由晶体以 32.768 kHz 的频率提供时钟。

所以你可以想象它只是一个带有一些额外日志功能的实时时钟。现在，问题是：我需要为这个电路使用去耦电容器吗？如果是这样，我是否放置它们：

1. Between the Vcc and GND pins of the ATtiny, close to the ATtiny

2. Between the Vcc and GND traces, close to the battery

3. BOTH of those, i.e. use two capacitors, one close to the MCU and one close to the battery

...或者我可以简单地忽略这样简单的电路的去耦电容吗？对于去耦电容使用哪种电容，您有什么建议吗？

另外，如果我确实需要去耦帽，如果有人能解释它们的优势，那就太好了。即它们是否有助于提高实时时钟的稳定性？电池在某些情况下通常会出现电压骤降吗？

2个回答

是的，您需要去耦帽。

  1. ATtiny 的 Vcc 和 GND 引脚之间，靠近 ATtiny
    • 使其约为 100nF
    • 靠近任何其他“大电流”开关元件（例如 LED 附近）也没有什么坏处。不要将 LED 本身去耦，将 LED 与其串联晶体管去耦。再说一个 100 - 220nF。

示意图

模拟此电路- 使用CircuitLab创建的原理图

例如，当对负载 (LED) 进行 PWM 处理时，您会引入电流的快速变化。所有接线（从电池到负载）都有一个电阻和电感，这对于像 PWM 这样的高频开关非常重要。如果您不在负载附近去耦此电流，则电源轨上的电压可能会发生很大变化，从而影响微控制器（它可能会发生故障/重置），或者您的电路可能会开始通过无线电波干扰其他电路。

  1. 在 Vcc 和 GND 走线之间，靠近电池
    • 离电池不太近，但最好用一个电解电容器对电池进行去耦，比如每平均安培电流消耗 1000uF。因此，使用微控制器和 LED，例如 50mA，然后在电路附近放置一个 47uF 电解电容。电池在老化时会增加其内部阻抗，而您想对此进行应对。

请注意，微控制器附近的 100nF 电容不能用 #2 中提到的较大电解电容代替。这样做的原因是，较小的电容在快速瞬变（例如微处理器中发生的瞬变）时效果更好。

一般来说，电容器和负载之间的走线/导线应尽可能短。

在去耦方面，请记住电路的电源是最重要的，它在所有子电路之间共享。去耦电容器非常便宜，将它们排除在外是不值得的故障排除工作（通常是间歇性问题）。

为了增加 jippie's，除非你真的挤满了空间，否则我会在去耦电容器中放置焊盘。只需在 PCB 上安装焊盘即可。

您不一定需要用实际电容器实际填充任何/所有焊盘，但您将始终有可用的选项。如果没有焊盘，您可能必须重新制作 PCB，这可能会很昂贵和/或耗时。

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