高速电路设计实践学习笔记（一）电阻 电容 电感 磁珠
电阻的应用：
1、不合适的串联电阻或者上拉电阻阻值导致低电平电压高于阈值，造成不稳定
2、在网络物理层芯片全功率工作，电源的低通滤波电路电阻功率满足不了电流要求，导致电阻失效。
电阻超功率工作导致误差变大最终电阻烧毁，电路开路
3、信号速率及高，小信号分叉对信号完整性产生影响；巧用0欧姆电阻可以避免分支，补足信号线
电阻应用要点：电阻的阻值 尺寸 额定功率 精度应纳入关注
针对额定功率的选型 至少应当降额20%使用
电容的选型及应用：
1、电容失效导致低温下影片停止工作
电容失效导致滤波失效 纹波过大 导致设备无法正常工作
铝电解电容低温下失效导致
铝电解电容和钽电解电容：
钽电解电容：ESR值很低 滤高频改波性能较好 寿命长 耐高温 精度高 机械强度高 体积小
容量较小 额定耐压值低 抗浪涌能力差 实际使用 电压要降额 50% 价格比铝电解电容贵
铝电解电容：价格便宜 额定耐压值高 抗浪涌能力强 存储寿命短 ESR值高 寿命多为2-3年、受温度影响很大
2、多次带点拔插子板导致姆板上钽电容损坏 钽电解电容耐压值不够 降额不够
3、高速电路中电容应用问题导致CPU工作不正常 FPGA的VCC_PLL滤波电容导致电源纹波影响时序进而影响通信
在交流耦合中，电容串接在线路中 阻抗为1/jwc 容值越小的电容 对低频信号所便显出的阻抗越大，使低频信号的衰减越严重
定义Tc为每比特位的数据周期，NUM位最大容许连0或连1的数目，负载阻抗一般为50欧姆
经验公式：Cmin=7.8NUMTc/R
同时 耦合电容不能选取太大 容值过大 将无法满足告诉信号变换边沿斜率要求
高速设计中，一般取容值为0.1uF，能满足一般需求
高速设计中应选用ESL（由类型和封装决定 和容值无关）较小的电容 其中 0612封装的电容ESL较小
4、LDO电源应用中的滤波电容ESR问题
LT1963 需要利用外部电容的ESR作为高频补偿，ESR太小的电容不满足要求；
资料要求外部电容的ESR不能超过3Ω且不能低于20mΩ
5、高频电路中的1uF+0.01uF能否展宽低阻抗频带 不能达到预期效果
电容应用要点：
1、陶瓷电容：体积小 价格低 稳定性好 容量小 对于陶瓷电容 X7R X5R Y5V 中Z Y X和数字代表温度，最后一个字母代表温度稳定性
NPO则为温度补偿型陶瓷电容
高频电路设计中 推荐使用NPO X7R X5R类型电容 尽量不选用Y5V
2、钽电容：耐电压和耐电流能力差 工作电压要降额 50%以上
当负载呈现较强的感性 串联电阻小 瞬变电流大 钽电容需要降额 70%以上
在ICT测试 老化测试 系统开机瞬间 单板热插拔瞬间 钽电容容易被击穿
3、铝电解电容：容量大 温度稳定性差 精度差 高频滤波性能差 ESR ESL大 液体介质 温度过高和过低都不稳定
4、OSCON电容 可以取代DCDC电源输入输出部分需要布放的大量钽电容
5、去耦电容和旁路电容：
去耦电容，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期间提供电流补充，只能依靠附近的电容；
去耦电容，为高速运行期间产生的高频噪声提供地通路
旁路电路，滤除前级干扰
电感的应用：
1、LC低通滤波导致输出电源电压纹波偏大
2、大电流PI型滤波造成电压衰减-欠压问题
高速电路中电感的作用：
通直流 隔交流 阻碍电流的变化 保证工作电流的稳定 滤波
一般关注电感的电感值 直流电阻 自谐振频率 额定电流
1.高频信号用电感-射频 范围:0.6-390nH
2.一般信号用电感 范围:0.01-1000uH
3.电源用电感 范围：1-470uH
磁珠的选型与应用：
外形与电感相似 作用是吸收电源 信号上的噪声干扰
电容滤波 将高频噪声引导到地
电感滤波 反射高频噪声
磁珠滤波 一定频带内能反射噪声 一定频带内能吸收噪声转化为热能
低频段 磁珠主要表现电感性 反射噪声 高频段 磁珠主要体现电阻性 吸收噪声 转化为热能
所以特别注意磁珠的转换点频率和谐振频率
磁珠和电感的比较：
电感滤波将电能转化为磁能 产生EMI
磁珠滤波将电能转化为热能 产生热量
电感在低频段 <=50MHZ滤波性能较好
电感和电容构成低通滤波器 两者可能自激 磁珠不会产生自激
磁珠的直流电阻相对于电感更小 电源滤波磁珠的压降更小
额定电流：磁珠的电流超过额定电流会损坏磁珠 电感的电流超过额定电流电感值将迅速减小
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