關(guān)于電容的濾波和旁路作用網(wǎng)友提問:
我們知道,一般我們所用的電容最重要的一點(diǎn)就是濾波和旁路,我在設(shè)計(jì)中也正是這么使用的。對(duì)于高頻雜波,一般我的經(jīng)驗(yàn)是不要過大的電容,因?yàn)槲覀€(gè)人認(rèn)為,過大的電容雖然對(duì)于低頻的雜波過濾效果也許比較好,但是對(duì)于高頻的雜波,由于其諧振頻率的下降,使得對(duì)于高頻雜波的過濾效果不很理想。所以電容的選擇不是容量越大越好。 疑問點(diǎn): 1。以上都是我的經(jīng)驗(yàn),沒有理論證實(shí),希望哪位可以在理論在幫忙解釋一下是否正確?;蛘咄扑]一個(gè)網(wǎng)頁或者網(wǎng)站。 2。是不是超過了諧振頻率,其阻抗將大大增加,所以對(duì)高頻的過濾信號(hào),其作用就相對(duì)減小了呢? 3。理想的濾波點(diǎn)是不是在諧振頻率這點(diǎn)上???(沒有搞懂中) 4。以前只知道電容的旁路作用是隔直通交,現(xiàn)在具體于PCB設(shè)計(jì)中,電容的這一旁路作用具體體現(xiàn)在哪里? 希望大家一起探討,一個(gè)人也許回答不上來全部,但是相信集大家的智慧,一定可以的。 謝謝各位同行的幫忙~~~~~~ hunter188回復(fù): 在用電容抑制電磁騷擾時(shí),最容易忽視的問題就是電容引線對(duì)濾波效果的影響。電容器的容抗與頻率成反比,正是利用這一特性,將電容并聯(lián)在信號(hào)線與地線之間起到對(duì)高頻噪聲的旁路作用。然而,在實(shí)際工程中,很多人發(fā)現(xiàn)這種方法并不能起到預(yù)期濾除噪聲的效果,面對(duì)頑固的電磁噪聲束手無策。出現(xiàn)這種情況的一個(gè)原因是忽略了電容引線對(duì)旁路效果的影響。 實(shí)際電容器的電路模型是由等效電感(ESL)、電容和等效電阻(ESR)構(gòu)成的串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。 理想電容的阻抗是隨著頻率的升高降低,而實(shí)際電容的阻抗是圖1所示的網(wǎng)絡(luò)的阻抗特性,在頻率較低的時(shí)候,呈現(xiàn)電容特性,即阻抗隨頻率的增加而降低,在某一點(diǎn)發(fā)生諧振,在這點(diǎn)電容的阻抗等于等效串聯(lián)電阻ESR。在諧振點(diǎn)以上,由于ESL的作用,電容阻抗隨著頻率的升高而增加,這是電容呈現(xiàn)電感的阻抗特性。在諧振點(diǎn)以上,由于電容的阻抗增加,因此對(duì)高頻噪聲的旁路作用減弱,甚至消失。 電容的諧振頻率由ESL和C共同決定,電容值或電感值越大,則諧振頻率越低,也就是電容的高頻濾波效果越差。ESL除了與電容器的種類有關(guān)外,電容的引線長度是一個(gè)十分重要的參數(shù),引線越長,則電感越大,電容的諧振頻率越低。因此在實(shí)際工程中,要使電容器的引線盡量短。 根據(jù)LC電路串聯(lián)諧振的原理,諧振點(diǎn)不僅與電感有關(guān),還與電容值有關(guān),電容越大,諧振點(diǎn)越低。許多人認(rèn)為電容器的容值越大,濾波效果越好,這是一種誤解。電容越大對(duì)低頻干擾的旁路效果雖然好,但是由于電容在較低的頻率發(fā)生了諧振,阻抗開始隨頻率的升高而增加,因此對(duì)高頻噪聲的旁路效果變差。表1是不同容量瓷片電容器的自諧振頻率,電容的引線長度是1.6mm(你使用的電容的引線有這么短嗎?)。表1電容值 自諧振頻率(MHz) 電容值 自諧振頻率(MHz)1m F 1.7 820 pF 38.50.1m F 4 680 pF 42.50.01m F 12.6 560 pF 453300pF 19.3 470 pF 491800 pF 25.5 390 pF 541100pF 33 330 pF 60 盡管從濾除高頻噪聲的角度看,電容的諧振是不希望的,但是電容的諧振并不是總是有害的。當(dāng)要濾除的噪聲頻率確定時(shí),可以通過調(diào)整電容的容量,使諧振點(diǎn)剛好落在騷擾頻率上 |
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