学习嵌入式的一周
2026/8/30 4:58:10 网站建设 项目流程

电容滤波的原理:

VCC+5V-------------------------------------+5V

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C1 10uf C2 0.1uf

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GND GND

电容关键特性:隔直流、通交流

对于直流(+5v本身):电容相当于开路,直流电流从这里过不去;

对于交流(纹波、噪声):电容阻抗极低,频率越高,阻抗越小。噪声全部被“短路”到地。

直流走主线,交流噪声被电容旁路到地->剩下的就是干净的直流

为什么滤波先过大电容,再过小电容?(为什么要求小电容离芯片电源引脚更近?)

电容物理缺陷

  1. 大电解电容(10μF):内部卷绕结构,自带等效串联电感 ESL 大低频波纹可以滤除;高频噪声,大电容相当于失效,几乎不起作用
  2. 0.1μF 陶瓷小电容:ESL 电感极小,处理高频毛刺效果极好;但储存电荷少,对付低频大波动能力弱。

真实 PCB 布线原则(重点)

0.1μF 小电容,紧挨着芯片 VCC 和 GND 引脚;10μF 大电容放远一点。

  1. 芯片内部突发高频噪声,优先被旁边最近的 0.1uF 陶瓷电容就地泄放到地。高频干扰走最短路径,不向外扩散。
  2. 10μF 大电容,负责储存电荷,应对负载电流突变、低频电压跌落。

如果反过来:大电容贴芯片,小电容放很远。 高频噪声要跑很长走线才能到达小电容,走线的电感会抵消滤波效果,小电容等于白装。

PCB板

单层pcb板

双层PCB板

四层板

丝印白油
阻焊绿油
L1 Top 铜箔(信号)
PP 半固化片(玻纤 + 环氧胶)
L2 Power 铜箔(电源内层)
FR‑4 Core 芯板硬基材
L3 GND 铜箔(地内层)
PP 半固化片(玻纤 + 环氧胶)
L4 Bottom 铜箔(信号)
阻焊绿油
丝印白油

差分信号

为了克服单端信号易受干扰的问题,我们可以采用差分信号传输技术。这种技术涉及将发送端的原始信号转变为两个信号:D+ 和 D-。这两个信号通过两根导线传输,其中D+ 的波形与原始信号几乎相同,而 D- 是 D+ 的反相。这种方式可以显著增强信号的抗干扰能力。

在接收端,信号的还原过程非常直接。系统通过比较 D+ 和 D- 两条线上的电压差来确定原始信号的状态。如果 D+ 的电压高于 D-,则认定为数字信号 “1”;相反,如果 D+ 的电压低于 D-,则认定为数字信号 “0”。

差分信号布线要求

  1. 两线尽可能平行、等长
  2. 优先绘制差分线,差分线尽量短
  3. 差分线上尽量不超过两对过孔(过孔会增加线路的寄生电感,影响信号完整性)
  4. 平行紧密走线,避免直角锐角走线
  5. 长度差尽量小(控制在 5mil以内)
  6. 与其它信号网络以及地的距离尽量在 20mil 以上

STM32板

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