滤波电容选择和晶振布线预防

滤波电容是指安装在整流电路两端用以降低交流脉动波纹系数提升高效平滑直流输出的一种储能器件。滤波电容在开关电源中起着非常重要的作用，如何正确选择滤波电容，尤其是输出滤波电容的选择则是每个工程技术人员都十分关心的问题。

50Hz工频电路中使用的普通电解电容器，其脉动电压频率仅为100Hz，充放电时间是毫秒数量级。为获得更小的脉动系数，所需的电容量高达数十万μF，因此普通低频铝电解电容器的目标是以提高电容量为主，电容器的电容量、损耗角正切值以及漏电流是鉴别其优劣的主要参数。而开关电源中的输出滤波电解电容器，其锯齿波电压频率高达数十kHz，甚至是数十MHz，这时电容量并不是其主要指标，衡量高频铝电解电容优劣的标准是“阻抗-频率”特性，要求在开关电源的工作频率内要有较低的等效阻抗，同时对于半导体器件工作时产生的高频尖峰信号具有良好的滤波作用。

普通的低频电解电容器在10kHz左右便开始呈现感性，无法满足开关电源的使用要求。而开关电源专用的高频铝电解电容器有四个端子，正极铝片的两端分别引出作为电容器的正极，负极铝片的两端也分别引出作为负极。电流从四端电容的一个正端流入，经过电容内部，再从另一个正端流向负载；从负载返回的电流也从电容的一个负端流入，再从另一个负端流向电源负端。

由于四端电容具有良好的高频特性，为减小电压的脉动分量以及抑制开关尖峰噪声提供了极为有利的手段。高频铝电解电容器还有多芯的形式，即将铝箔分成较短的若干段，用多引出片并联连接以减小容抗中的阻抗成份。并且采用低电阻率的材料作为引出端子，提高了电容器承受大电流的能力。

晶振布线易犯的错误预防。例如板子上面RF信号解码的时候出错了，始终无法正确响应RF信号线。仔细检查发现晶振下方有SPI的走线，而且是在内层布线，由于SPI信号的频率很高，因此耦合到了RF解码芯片上去了，由于时钟线总是出问题，RF数据总是被解码芯片忽略掉。对于这个问题呢，检查晶振的有几条：1）确认晶振和连接的IC被地线包围，单片机或者IC的地需要直接和外部的地相连。2）要确认晶振的地和模块其他地需要区分开，并确认模块其他的地与晶振的工作无关。3）电容和晶振要尽可能靠近IC和单片机，晶振，IC（单片机）和电容必须在板子的同一面。4）确认不能有其他的信号线靠近晶振和晶振附近的。

晶体的选择和PCB板布局会对VCXO、CLK发生器的性能参数产生一定的影响。选择晶体时，除了频率、封装、精度和工作温度范围，在VCXO应用中还应注意等效串联电阻和负载电容。为了限制VCXO的调谐范围，可通过改变外部并联电容设置向上的调节范围。并联电容取值范围为4 - 7pf，取决于电路板寄生电容。另一方面，向下的调节范围取决于内部变容二极管值，不能由外部改变。为了降低寄生电容对向上频率调节范围的影响，在电路板布局中应尽可能的减少晶体引脚对地的寄生电容，保证引脚与地层和电源层之间的清洁。