為什麼大電容用於低頻通路,小電容用於高頻電路

2021-05-04 23:23:58 字數 2484 閱讀 2815

般的10pf左右的電容用來濾除高頻的干擾訊號,0.1uf左右的用來濾除低頻的紋波干擾,還

可以起到穩壓的作用

濾波電容具體選擇什麼容值要取決於你pcb上主要的工作頻率和可能對系統造成影響的諧波

選擇。至於個數就不一定了,看你的具體需要了,多加一兩個也挺好的,暫時沒用的可以

先不貼,根據實際的除錯情況再選擇容值。如果你pcb上主要工作頻率比較低的話,加兩個

電容就可以了,乙個慮除紋波,乙個慮除高頻訊號。如果會出現比較大的瞬時電流,建議

再加乙個比較大的鉭電容。

其實濾波應該也包含兩個方面,也就是各位所說的大容值和小容值的,就是去耦和旁路。

原理我就不說了,實用點的,一般數位電路去耦0.1uf即可,用於10m以下;20m以上用1到

10個uf,去除高頻雜訊好些,大概按c=1/f  。旁路一般就比較的小了,一般根據諧振頻率

一般為0.1或0.01uf

說到電容,各種各樣的叫法就會讓人頭暈目眩,旁路電容,去耦電容,濾波電容等等,其

實無論如何稱呼,它的原理都是一樣的,即利用對交流訊號呈現低阻抗的特性,這一點可

以通過電容的等效阻抗公式看出來:xcap=1/2лfc,工作頻率越高,電容值越大則電容的

阻抗越小.。在電路中,如果電容起的主要作用是給交流訊號提供低阻抗的通路,就稱為旁

路電容;如果主要是為了增加電源和地的交流耦合,減少交流訊號對電源的影響,就可以

稱為去耦電容;如果用於濾波電路中,那麼又可以稱為濾波電容;除此以外,對於直流電

壓,電容器還可作為電路儲能,利用衝放電起到電池的作用。而實際情況中,往往電容的

作用是多方面的,我們大可不必花太多的心思考慮如何定義。本文裡,我們統一把這些應

用於高速pcb設計中的電容都稱為旁路電容.

電容的本質是通交流,隔直流,理論上說電源濾波用電容越大越好。

但由於引線和pcb佈線原因,實際上電容是電感和電容的併聯電路,

(還有電容本身的電阻,有時也不可忽略)

這就引入了諧振頻率的概念:ω=1/(lc)1/2

在諧振頻率以下電容呈容性,諧振頻率以上電容呈感性。

因而一般大電容濾低頻波,小電容濾高頻波。

這也能解釋為什麼同樣容值的stm封裝的電容濾波頻率比dip封裝更高。

至於到底用多大的電容,這是乙個參考

電容諧振頻率

電容值       dip (mhz)      stm (mhz)

1.0μf                2.5                     5

0.1μf                 8                     16

0.01μf              25                     50

1000pf             80                    160

100 pf              250                   500

10 pf                800                1.6(ghz)

不過僅僅是參考而已,用老工程師的話說——主要靠經驗。

更可靠的做法是將一大一小兩個電容併聯,

一般要求相差兩個數量級以上,以獲得更大的濾波頻段。

一般來講,大電容濾除低頻波,小電容濾除高頻波。電容值和你要濾除頻率的平方成反比 。

具體電容的選擇可以用公式c=4pi*pi  /(r * f * f )

電源濾波電容如何選取,掌握其精髓與方法,其實也不難。

1)理論上理想的電容其阻抗隨頻率的增加而減少(1/jwc),但由於電容兩端引腳的電感效應

,這時電容應該看成是乙個lc串連諧振電路,自諧振頻率即器件的fsr引數,這表示頻率大於

fsr值時,電容變成了乙個電感,如果電容對地濾波,當頻率超出fsr後,對干擾的抑制就大打

折扣,所以需要乙個較小的電容併聯對地,可以想想為什麼?

原因在於小電容,sfr值大,對高頻訊號提供了乙個對地通路,所以在電源濾波電路中我們常

常這樣理解:大電容慮低頻,小電容慮高頻,根本的原因在於sfr(自諧振頻率)值不同,當然也

可以想想為什麼?如果從這個角度想,也就可以理解為什麼電源濾波中電容對地腳為什麼要

盡可能靠近地了.

2)那麼在實際的設計中,我們常常會有疑問,我怎麼知道電容的sfr是多少?就算我知道sfr值

,我如何選取不同sfr值的電容值呢?是選取乙個電容還是兩個電容?

電容的sfr值和電容值有關,和電容的引腳電感有關,所以相同容值的0402,0603,或直插式電

容的sfr值也不會相同,當然獲取sfr值的途徑有兩個,1)器件data sheet,如22pf0402電容的

sfr值在2g左右, 2)通過網路分析儀直接量測其自諧振頻率,想想如何量測?s21?

知道了電容的sfr值後,用軟體**,如rfsim99,選乙個或兩個電路在於你所供電電路的工作

頻帶是否有足夠的雜訊抑制比.**完後,那就是實際電路試驗,如除錯手機接收靈敏度時,

lna的電源濾波是關鍵,好的電源濾波往往可以改善幾個db.

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