图21.6 多个电容并联

  为了进一步说明上述的影响，取0603封装的0.01uF和0402封装的0.01uF，画出阻抗频率曲线图，如图21.7所示，发现确实在阻值一样，封装不一样的情况下，0603封装的电容并没有发挥作用。

图21.7 阻值相同封装不同

1.5 电容种类之间的不同

常用到的陶瓷电容种类有NPO、X7R、X5R、Y5V，图21.8是其型号之间的代表意义。

图21.8 代号之间的意义

  在高速电路中，常用的是NPO，X7R，X5R，其中NPO是温补型陶瓷电容，是电容量最稳定的一种陶瓷电容。使用时应对X7R和X5R进行降额20%应用。

  对于钽电容在使用时应降额50%使用，在涉及热插拔的电源滤波电路上，应尽量避免使用钽电容。钽电容不是和有瞬间电流较大的场合。铝电解电容不太适合高速电路，适合低频段滤波，这点注意。

更多关于电容的仿真，可以使用AVX公司的spicap软件来进行仿真设计。

1.6 去耦电容和旁路电容

  去耦电容和旁路电容本质上有相同的作用，都是为噪声提供一个低阻抗就近流入地平面的回路，以避免这些干扰影响到该电源的其他负载。

  去耦电容作用是为保证期间稳定工作而给器件电源提供的本地“小池塘”，在高速运行的器件上，会不断产生快速变化的电荷需求，电源模块无法及时给器件提供电流以补充，只能依靠附近的电容给予解决。

1.7 高速电路中的电感

在高速电路中，电感作用有如下描述：

1）通直流，阻交流

在DCDC直流电源是通过开关MOSFET管以形成所需的电源电压。开合过程会有大量的交流分量，而这些交流分量是直流电源所不需要的，Z = jwL，频率越高，电感阻抗越大，反之，电感阻抗越小。

2）阻碍电流变化，保持器件工作电流的稳定

电感是导线绕制而成，当线圈中的电流发生变化时，线圈感应出电动势，以产生与电流反方向的感应电流，以阻碍电流的这种变化，保持器件工作电流的稳定。

3）滤波

基于电感和电容，构成低通滤波器，对噪声进行滤除。

所以在选用电感时需要注意一下信息：

1）电感值

高频信号电感值一般在0.6 ~ 390nH，一般信号电感 0.01 ~ 1000uH，电源电感 1 ~ 470uH

2）直流电阻

一般而言，电感值越大，其对应的直流电阻也越大，损耗也越大。

3）自谐振频率

此参数应该尽量选择自谐振频率高于工作频率，电感值越大，其自谐振频率越小。当工作频率低于自谐振频率时（F = 1/(2π根号（LC）)），电感值基本保持稳定，但当工作频率高于自谐振频率时，电感值先会增大，到达一定的频率之后，会迅速减小。

4）额定电流

电感值越大，其对应的额定电流越小，磁珠必须工作在额定电流以内。

1.8 高速电路中的磁珠

  在之前讲解电容和电感时，电容可以起到滤除噪声作用，LC电路也可以滤除噪声，但是其作用机理只是改变了噪声的传输路径，并未真正消除。很多时候磁珠和电感的作用相当，有时可以互相替换，但是磁珠和电感还有一定的区别：

1）电感滤波是将电能转化为磁能，一种是将此能量重新换回电能，转换成噪声，一种是向外部辐射，表现为EMI（电磁干扰）。而磁珠是将电能转化为热能。

2）电感一般对低频滤波较好，高于50MHz滤波效果较差。磁珠利用其电阻成分，可以充分吸收高频噪声。

3）从EMC（电磁兼容）的层面说，磁珠是将高频噪声转换成热能，具有很好的抗辐射功能，常应用于用户接口信号线滤波，单板上的高速时钟器件的电源滤波等。

4）一般而言，电源用电感的额定电流相对较大，因此电感常用于需要通过大电流的电源电路上，如电源模块，而磁珠一般用于芯片级滤波。

5）磁珠和电感都有直流电阻，一般磁珠要比电感小些。

选择磁珠时，需要注意磁珠的转换点频率和自谐振频率。如下图21.9所示。磁珠在一定频带内能反射噪声，在一定频带内能吸收噪声。

磁珠的阻抗Z由电阻成分R和电抗成分X共同决定，在低频阶段X起主要作用，主要是反射噪声，在高频阶段，R其主要作用是吸收噪声，转化成热能。转换点频率就是R和X相交的地方，转换点以下的频率，主要是体现电感性，转换点以上的频率，主要体现是电阻性。所以在磁珠选型时，要考虑噪声的频率要高于磁珠的转换频率，这样能够吸收噪声，信号的频率要小于磁珠的转换频率，以免削弱信号。在图21.9中，当工作频率高于谐振频率，磁珠表现为电容性，阻抗会迅速衰减，因此应选择谐振频率高的磁珠。

图21.9 磁珠特性