承前：之前兩個專題介紹了電源設(shè)計不需要強制從濾波電容進入到芯片管腳，也討論了在多層板設(shè)計的時候，電容傾向于呈現(xiàn)“全局特性”，電容的位置不再是那么重要。

本節(jié)：濾波電容的容值選擇非常重要，我們該如何選擇濾波電容設(shè)計

高速先生們本來不是網(wǎng)絡(luò)潮人，不過自從堅持更新自媒體之后，大家都自覺開始追逐網(wǎng)絡(luò)熱點。為了文章能夠緊跟時代潮流，從而吸引粉絲大神們的視線，高速先生也都是蠻拼的。

話說羊年春節(jié)之后，熱點話題不斷。等到柴女神的視頻一出，立馬一統(tǒng)微信微博，其他話題全部靠邊。其實更喜歡視頻出來當天的網(wǎng)絡(luò)氛圍，大家呈現(xiàn)一片正能量，摩拳擦掌，準備大戰(zhàn)霧霾。但是第二天出現(xiàn)了太多不和諧，話題被引向了口水與八卦，實在讓人痛心。

我們的話題還是回歸電源噪聲設(shè)計。其實想想噪聲是不是也很像霧霾，我們對之深惡痛絕，但是卻無法根除。并且隨著用電需求增加，噪聲會變得更加嚴重。我們解決電源噪聲問題，也是要從根源出發(fā)（洗煤，提升油品質(zhì)量），需要提升電源輸出的質(zhì)量，同時增加濾波手段（汽車尾氣排放裝置，加油槍過濾裝置）

言歸正傳，我們之前的話題說到：濾波電容設(shè)計，在多層板時代，電容傾向于呈現(xiàn)“全局特性”，電容的位置不再是那么重要；并且電源設(shè)計不需要強制從濾波電容進入到芯片管腳。那么問題來了，什么才是濾波電容設(shè)計的關(guān)鍵點。

關(guān)鍵點其實是濾波電容本身，我們需要關(guān)注濾波電容的容值選擇，進而關(guān)注電容的品牌、型號及參數(shù)。圖1是研究濾波電容最基礎(chǔ)的理論，本章我們會從最簡單的電容特性及電容并聯(lián)開始介紹，相對比較基礎(chǔ)，資深工程師可以暫時回避，下期再見。

單個電容的阻抗曲線，我們需要關(guān)注兩個參數(shù)，ESR（等效寄生電阻）和ESL（等效寄生電感）。我們平常比較關(guān)心ESL，ESL加上安裝電感，和電容的容值構(gòu)成LC諧振，電感越大，諧振頻率往低頻偏移。諧振頻率之后，電容曲線呈現(xiàn)感性，也就是說諧振頻率往低頻偏移的同時，電容的效果變差。

平常對ESR的關(guān)注不多，其實ESR也是非常關(guān)鍵的一個參數(shù)。不少人對ESR會有一些誤解。首先，ESR不是一個常數(shù)，是隨著頻率而變化的。圖1的Murata工具里面看到的串聯(lián)電阻（Series Resistance ）值，不是我們常規(guī)理解的諧振頻率點的ESR，后面的等效電路仿真的時候需要注意這個細節(jié)。圖2是這個電容的ESR隨頻率變化的曲線。諧振頻率點的ESR值，決定了電容阻抗曲線的最低點。這個值在電容設(shè)計的時候也非常重要，一般來說，小尺寸封裝的小電容，諧振頻率點的ESR值一般較大。

接著，我們來看看電容的并聯(lián)，先暫時忽略安裝電感，后面再單獨介紹安裝電感的設(shè)計細節(jié)。同種類電容的并聯(lián)如圖3所示，諧振頻率點不變，但是諧振頻率處的ESR會形成電阻并聯(lián)?？梢哉J為同一種類電容加的數(shù)量越多，電容并聯(lián)之后，諧振頻率點的阻抗越低。

不同種類電容的并聯(lián)如圖4所示，兩種電容并聯(lián)，會出現(xiàn)兩個諧振頻率點。同時還會出現(xiàn)一個反諧振頻率點，這個反諧振頻率是電容設(shè)計的難點之一。

問題來了：我們之前的文章介紹了PDN的目標阻抗的計算。這次的問題比較簡單，2.5V電源，最大工作電流為5安培，手冊上要求設(shè)計電源噪聲小于5%，那么我們設(shè)計的目標阻抗是多大？

作者：吳均

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