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      關(guān)于電容的濾波和旁路作用

       弓道自然_改名 2008-01-27

      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就是濾波和旁路,我在設(shè)計中也正是這么使用的。對于高頻雜波,一般我的經(jīng)驗是不要過大的電容,因為我個人認(rèn)為,過大的電容雖然對于低頻的雜波過濾效果也許比較好,但是對于高頻的雜波,由于其諧振頻率的下降,使得對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:
      1。以上都是我的經(jīng)驗,沒有理論證實,希望哪位可以在理論在幫忙解釋一下是否正確。或者推薦一個網(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,所以對高頻的過濾信號,其作用就相對減小了呢?
      3。理想的濾波點是不是在諧振頻率這點上???(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,最容易忽視的問題就是電容引線對濾波效果的影響。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)在信號線與地線之間起到對高頻噪聲的旁路作用。然而,在實際工程中,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,面對頑固的電磁噪聲束手無策。出現(xiàn)這種情況的一個原因是忽略了電容引線對旁路效果的影響。 實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,在頻率較低的時候,呈現(xiàn)電容特性,即阻抗隨頻率的增加而降低,在某一點發(fā)生諧振,在這點電容的阻抗等于等效串聯(lián)電阻ESR。在諧振點以上,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。在諧振點以上,由于電容的阻抗增加,因此對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,諧振點不僅與電感有關(guān),還與電容值有關(guān),電容越大,諧振點越低。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,可以通過調(diào)整電容的容量,使諧振點剛好落在騷擾頻率上

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