本節(jié)講一下硬件系統(tǒng)中常用的濾波電路，主要包括芯片的濾波電路，一些模擬芯片的濾波電路，模擬電路的濾波電路。

基本上是項(xiàng)目中遇到的一些實(shí)際情況。

SoC常用的濾波電路有這么幾類：儲(chǔ)能電容，旁路電容，RC濾波，LC濾波，pi型濾波等。

儲(chǔ)能電容

下圖2個(gè)10uF的電容就是儲(chǔ)能電容。

一般電路系統(tǒng)中的電源輸出端是DCDC或者LDO，那么從電源輸出端到用電器件/SoC管腳還會(huì)有一段不短的距離，而儲(chǔ)能電容都是靠近用電器件/SoC管腳擺放。否則的話，過長(zhǎng)的供電路徑會(huì)造成電量抽載時(shí)供電不穩(wěn)。

儲(chǔ)能電容的大小，主要依賴于用電消耗，不同的用電器件需求不同，要根據(jù)規(guī)格書/設(shè)計(jì)指導(dǎo)/參考電路來選擇。

深入到芯片內(nèi)部來說，主要是動(dòng)態(tài)消耗部分所決定的，這個(gè)和電路原理(IP核)，制程工藝都相關(guān)，一般來說，IP復(fù)雜度越高，芯片制程工藝越落后，動(dòng)態(tài)功耗就會(huì)越大。

儲(chǔ)能電容的數(shù)量，一般要求SoC的每個(gè)功能塊至少一個(gè)，不同的功能塊之間最好不要共用。

儲(chǔ)能電容的容值選擇，從100~470UF的電解電容，到22uF，10uF，2.2uF，1uF的陶瓷電容都會(huì)出現(xiàn)。

一般是沿用參考設(shè)計(jì)的，而參考設(shè)計(jì)則是從芯片模型電源完整性仿真，實(shí)際測(cè)試最終形成的——這部分一般來說只有SoC廠商有能力做，甚至很多也沒有仿真能力。而下游的產(chǎn)品研發(fā)/生產(chǎn)商沒有這個(gè)能力，所以很難做改動(dòng)。

下圖是TI的某投影SoC所用

下面兩圖是英特爾的某筆電平臺(tái)所用(22uF，2.2uF，1uF)

如果參考設(shè)計(jì)用的儲(chǔ)能電容比較多，實(shí)際產(chǎn)品中由于PCB面積受限等，無法實(shí)現(xiàn)，必須縮減的情況下，縮減到多少為好呢？

嚴(yán)格來說，這要通過電源仿真來確認(rèn)。但是，一般情況下芯片模型數(shù)據(jù)，公司技術(shù)能力等都有限，沒辦法去做這樣的仿真，主要是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)和產(chǎn)品實(shí)測(cè)決定。

迫于成本/體積壓力等，必須減少的情況下，那么可以根據(jù)實(shí)際測(cè)量情況來修改，即測(cè)量各種工作模式/負(fù)載情況下，紋波的頻率，依據(jù)這些數(shù)據(jù)來設(shè)計(jì)。思路上有兩種，一是逐步減少，即逐個(gè)減少后看測(cè)量數(shù)據(jù)；二是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一次性減少若干個(gè)之后，再根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)加回來一些。保障電源紋波不超過芯片要求的情況下，最終形成一種方案。

由于測(cè)量不充分(很難模擬到所有工作模式/可能性等)，修改是比較容易產(chǎn)生問題的。筆者曾做過的一款安防產(chǎn)品(DVR)就遇到過這樣的問題，原廠參考設(shè)計(jì)是6層PCB，且儲(chǔ)能電容比較豐富，而實(shí)際產(chǎn)品所用的PCB是4層板，儲(chǔ)能電容也縮減了一些，導(dǎo)致出現(xiàn)了老化過程中死機(jī)的問題，最終在SoC的core電源上增加了一顆22uF的儲(chǔ)能電容才解決。

旁路電容

上圖中0.1uF的幾個(gè)電容就是旁路電容；

芯片一般要求每個(gè)管腳旁邊放置一顆。如果SoC管腳比較緊密，無法保障每個(gè)管腳旁邊放置一顆的話，可以適當(dāng)減少，比如23個(gè)管腳共用一顆，距離要靠近，不能太遠(yuǎn)。或者25個(gè)管腳共用2可旁路電容。

LC濾波

LC濾波在SoC的需求，一般是磁珠+電容的方式，不是電感+電容的方式。

比如下圖，就是海思3521芯片的PLL部分的參考電路。可以看到，是用100R/100MHz磁珠+1uF+0.1uF的電容構(gòu)成。

通常，LC濾波用于一些要求略高的功能模塊，模擬部分，PLL部分等。純數(shù)字部分一般用儲(chǔ)能電容+旁路電容的方式就能滿足需求。

下圖是海思3521芯片的PLL部分

下面兩圖是英特爾的某筆電平臺(tái)所用(22uF，2.2uF，1uF)

pi型濾波

pi型濾波是SoC對(duì)電源要求更高的情況下才會(huì)使用的。

下圖是英特爾某筆電平臺(tái)的Audio Codec所用；

如果要求更高的話，還會(huì)用到三端濾波器，如下圖所示。

RC濾波

RC濾波一般用的比較少，實(shí)在沒辦法才會(huì)用到。一般是用個(gè)幾歐姆的電阻，比如5.1歐姆，后面是儲(chǔ)能電容和旁路電容。一般來說，SoC工作的情況下，等效電阻也就是幾歐姆，到十幾歐姆，所以這種LC濾波雖然能有效減小紋波，但是也會(huì)容易導(dǎo)致壓降比較大，芯片無法工作。

下圖是英特爾某筆電平臺(tái)所用，此處是0R，根據(jù)情況會(huì)做調(diào)整，一般不超過5.1R。