图2-3-6中所示的电流路径不仅包括信号线,也包括电源和接地。这就意味着连接信号线不足以传输信号,还必须将其连接至电源和接地。
图2-3-6的左侧还显示了“去耦电容器”。这是一种用于连接电源和接地的旁路电容器。尽管此电容器用于稳定IC电源电压或即时供应电源电流,但在图2-3-6的情形下,它也在传输信号的电流路径中发挥着作用。去耦电容器的操作将在章节3-1中进一步讲述。
图2-3-9 平稳运行的数字IC旁总会安装去耦电容器
我们来设想一下,如果没有这个电容器,电流路径是怎样的。如图2-3-10所示,流经电源和接地的电流将通过远离IC的电源流动,因而电感很大,无法正常流动(因此,信号脉冲波形会变形,或者IC操作速度减慢)。此外,由于产生噪声的电流流过电路的区域很广,产生的噪声会更多。
因此,去耦电容器是数字IC非常重要的组成部分,不仅是为了稳定电压(称为“PI” - 电源完整性),也是为了正确传输信号(称为“SI” - 信号完整性)和抑制电磁噪声(EMI)。从EMI抑制的角度看,去耦电容器的运行体现在限制包含流入IC附近电源和接地的噪声的高频电流,如图2-3-10所示。
图2-3-10 有/无去耦电容器的电流路径的区别
经过去耦电容器的电流环路越小,产生的噪声量就越小。信号质量也将得到改善。因此,去耦电容器应尽量靠近IC放置。章节3-1将详细讲述如何使用去耦电容器。