赌博堕天录电影:电源滤波电容如何选取,掌握其精髓与方法其实也不难

贸泽电子设计圈 ? 2018-06-21 08:50 ? 次阅读

揭秘微信赌博群 www.b03i.com.cn 一直有个疑惑:电容感抗是1/jwC,大电容C大,高频时 w也大,阻抗应该很小,不是更适合滤除高频信号?然而事实却是:大电容滤除低频信号。

今天找到解答如下:

一般的10PF左右的电容用来滤除高频的干扰信号,0.1UF左右的用来滤除低频的纹波干扰,还可以起到稳压的作用。

滤波电容具体选择什么容值要取决于你PCB上主要的工作频率和可能对系统造成影响的谐波频率,可以查一下相关厂商的电容资料或者参考厂商提供的资料库软件,根据具体的需要选择。至于个数就不一定了,看你的具体需要了,多加一两个也挺好的,暂时没用的可以先不贴,根据实际的调试情况再选择容值。如果你PCB上主要工作频率比较低的话,加两个电容就可以了,一个虑除纹波,一个虑除高频信号。如果会出现比较大的瞬时电流,建议再加一个比较大的钽电容。

其实滤波应该也包含两个方面,也就是各位所说的大容值和小容值的,就是去耦和旁路。原理我就不说了,实用点的,一般数字电路去耦0.1uF即可,用于10M以下;20M以上用1到10个uF,去除高频噪声好些,大概按C=1/f 。旁路一般就比较的小了,一般根据谐振频率一般为0.1或0.01uF。

说到电容,各种各样的叫法就会让人头晕目眩,旁路电容,去耦电容,滤波电容等等,其实无论如何称呼,它的原理都是一样的,即利用对交流信号呈现低阻抗的特性,这一点可以通过电容的等效阻抗公式看出来:

Xcap=1/2лfC,工作频率越高,电容值越大则电容的阻抗越小。在电路中,如果电容起的主要作用是给交流信号提供低阻抗的通路,就称为旁路电容;如果主要是为了增加电源和地的交流耦合,减少交流信号对电源的影响,就可以称为去耦电容;如果用于滤波电路中,那么又可以称为滤波电容;除此以外,对于直流电压,电容器还可作为电路储能,利用冲放电起到电池的作用。而实际情况中,往往电容的作用是多方面的,我们大可不必花太多的心思考虑如何定义。本文里,我们统一把这些应用于高速PCB设计中的电容都称为旁路电容。

电容的本质是通交流,隔直流,理论上说电源滤波用电容越大越好。

但由于引线和PCB布线原因,实际上电容是电感和电容的并联电路,(还有电容本身的电阻,有时也不可忽略)

这就引入了谐振频率的概念:ω=1/(LC)1/2

在谐振频率以下电容呈容性,谐振频率以上电容呈感性。

因而一般大电容滤低频波,小电容滤高频波。

这也能解释为什么同样容值的STM封装的电容滤波频率比DIP封装更高。

至于到底用多大的电容,这是一个参考。

电容谐振频率

不过仅仅是参考而已,用老工程师的话说——主要靠经验。

更可靠的做法是将一大一小两个电容并联,一般要求相差两个数量级以上,以获得更大的滤波频段。

一般来讲,大电容滤除低频波,小电容滤除高频波。电容值和你要滤除频率的平方成反比。

具体电容的选择可以用公式

C=4Pi*Pi /(R * f * f )

电源滤波电容如何选取,掌握其精髓与方法,其实也不难。

1)理论上理想的电容其阻抗随频率的增加而减少(1/jwc),但由于电容两端引脚的电感效应,这时电容应该看成是一个LC串连谐振电路,自谐振频率即器件的FSR参数,这表示频率大于FSR值时,电容变成了一个电感,如果电容对地滤波,当频率超出FSR后,对干扰的抑制就大打折扣,所以需要一个较小的电容并联对地,可以想想为什么?

原因在于小电容,SFR值大,对高频信号提供了一个对地通路,所以在电源滤波电路中我们常常这样理解:大电容虑低频,小电容虑高频,根本的原因在于SFR(自谐振频率)值不同,当然也可以想想为什么?如果从这个角度想,也就可以理解为什么电源滤波中电容对地脚为什么要尽可能靠近地了。

2)那么在实际的设计中,我们常?;嵊幸晌?,我怎么知道电容的SFR是多少?就算我知道SFR值,我如何选取不同SFR值的电容值呢?是选取一个电容还是两个电容?

电容的SFR值和电容值有关,和电容的引脚电感有关,所以相同容值的0402,0603,或直插式电容的SFR值也不会相同,当然获取SFR值的途径有两个:

1)器件Data sheet,如22pf0402电容的SFR值在2G左右,

2)通过网络分析仪直接量测其自谐振频率,想想如何量测?S21?

知道了电容的SFR值后,用软件仿真,如RFsim99,选一个或两个电路在于你所供电电路的工作频带是否有足够的噪声抑制比。仿真完后,那就是实际电路试验,如调试手机接收灵敏度时,LNA的电源滤波是关键,好的电源滤波往往可以改善几个dB。

说的通俗一点,把电容当作一个正在漏水的怀子,把交流电的峰值到来时看作给怀子加水,在漏水量相等的情况下,那么加水次数的频率高就多用小点的怀子,这样就能保准水位是高的,相反,在加水次数低频下怀子小了,没等第二次来水时怀中的水位已经下降好多了,所以要用大的水怀来缓和因漏水造成的水位下降。

引用:“为什么在一个大的电容上还并联一个小电容”

因为大电容由于容量大,所以体积一般也比较大,且通常使用多层卷绕的方式制作(动手拆过铝电解电容应该会很有体会,没拆过的也可以拿几种不同的电容拆来看看),这就导致了大电容的分布电感比较大(也叫等效串联电感,英文简称ESL)。

大家知道,电感对高频信号的阻抗是很大的,所以,大电容的高频性能不好。而一些小容量电容则刚刚相反,由于容量小,因此体积可以做得很?。ㄋ醵塘艘?,就减小了ESL,因为一段导线也可以看成是一个电感的),而且常使用平板电容的结构,这样小容量电容就有很小的ESL,这样它就具有了很好的高频性能,但由于容量小的缘故,对低频信号的阻抗大。

所以,如果我们为了让低频、高频信号都可以很好的通过,就采用一个大电容再并上一个小电容的方式。常使用的小电容为0.1uF的瓷片电容,当频率更高时,还可并联更小的电容,例如几pF、几百pF的。而在数字电路中,一般要给每个芯片的电源引脚上并联一个0.1uF的电容到地(这电容叫做去耦电容,当然也可以理解为电源滤波电容。它越靠近芯片的位置越好),因为在这些地方的信号主要是高频信号,使用较小的电容滤波就可以了。

电容的串并联容量公式-电容器的串并联分压公式

1.串联公式:C = C1*C2/(C1 + C2)?

2.并联公式C = C1+C2+C3

补充部分:

串联分压比 V1 = C2/(C1 + C2)*V ........电容越大分得电压越小,交流直流条件下均如此 并联分流比 I1 = C1/(C1 + C2)*I ........电容越大通过的电流越大,当然,这是交流条件下

一个大的电容上并联一个小电容

大电容由于容量大,所以体积一般也比较大,且通常使用多层卷绕的方式制作,这就导致了大电容的分布电感比较大(也叫等效串联电感,英文简称ESL)。

电感对高频信号的阻抗是很大的,所以,大电容的高频性能不好。而一些小容量电容则刚刚相反,由于容量小,因此体积可以做得很?。ㄋ醵塘艘?,就减小了ESL,因为一段导线也可以看成是一个电感的),而且常使用平板电容的结构,这样小容量电容就有很小ESL这样它就具有了很好的高频性能,但由于容量小的缘故,对低频信号的阻抗大。

所以,如果我们为了让低频、高频信号都可以很好的通过,就采用一个大电容再并上一个小电容的方式。

常使用的小电容为 0.1uF的CBB电容较好(瓷片电容也行),当频率更高时,还可并联更小的电容,例如几pF,几百pF的。而在数字电路中,一般要给每个芯片的电源引脚上并联一个0.1uF的电容到地(这个电容叫做退耦电容,当然也可以理解为电源滤波电容,越靠近芯片越好),因为在这些地方的信号主要是高频信号,使用较小的电容滤波就可以了。

理想的电容,其阻抗随频率升高而变?。≧=1/jwc), 但理想的电容是不存在的,由于电容引脚的分布电感效应,在高频段电容不再是一个单纯的电容,更应该把它看成一个电容和电感的串联高频等效电路,当频率高于其谐振频率时,阻抗表现出随频率升高而升高的特性,就是电感特性,这时电容就好比一个电感了。相反电感也有同样的特性。

大电容并联小电容在电源滤波中非常广泛的用到,根本原因就在于电容的自谐振特性。大小电容搭配可以很好的抑制低频到高频的电源干扰信号,小电容滤高频(自谐振频率高),大电容滤低频(自谐振频率低),两者互为补充。

原文标题:大电容滤低频,小电容滤高频 ?里面的学问大着呢!

文章出处:【微信号:Mouser-Community,微信公众号:贸泽电子设计圈】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

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音频接收放大电路:由驻极体话筒BM、负载电阻R1和耦合电容C1等组成,其功能是拾取声音转换为电信号并....

的头像 电子工程技术 发表于 09-25 15:13 ? 1163次 阅读
结合实例来谈谈电路图

TMUX6104 36V、低电容、低泄漏电流、4:1 精密模拟多路复用器

TMUX6104是一款现代互补金属氧化物半导体(CMOS)模拟多路复用器.TMUX6104提供4:1单端开关功能,并且使用双电源(±5V至±18V)和单电源(10V至36V)供电时均能正常运行。此外,该器件在由对称电源(如V DD = 12V,V SS = -12V)和非对称电源(如V DD = 12V, V SS = -5V)供电时也能保证优异性能所有数字输入均具有兼容TTL逻辑的阈值。当器件在有效电源电压范围内运行时,这些阈值可确保TTL和CMOS逻辑兼容性。 TMUX6104具有非常低的导通和关断泄漏电流以及超低的电荷注入,因此该器件可用于高精度测量应用中,低功耗是一个关键问题。当开关处于OFF位置时,该器件还可通过阻断到达电源的信号电平来提供出色的隔离能力。电源电流低至17μA,使得该器件可用于便携式应用中,中对于效率,高电源密度和稳健性的需求。 特性 低导通电容:5pF 低输入泄漏:1pA 低电荷注入: 0.35pC 轨至轨运行 宽电压范围:±5V至±18V(双电源)或10V至36V(单电源) 低导通电阻:125Ω 转换时间:88ns 先断后合开关操作 EN引脚与V DD 相连(集成下拉电阻器) 逻辑电平:2V至V DD 低电源电流...

发表于 09-03 15:32 ? 24次 阅读
TMUX6104 36V、低电容、低泄漏电流、4:1 精密模拟多路复用器

TMUX136 双路 SPDT 低电容 6.1GHz 模拟开关

TMUX136器件是一款高性能6GHz 2通道2:1开关,同时支持差动和单端信号。该器件具有2.3V至4.8V的比较V CC 范围,支持断电?;すδ?,当V CC 引脚断电时,强制所有I /O引脚进入高阻抗模式.TMUX136的部分引脚支持1.8V控制电压,允许它们直接与低电压处理器的通用I /O(GPIO)相连。 TMUX136采用小型10引脚UQFN封装,尺寸仅为1.5mm×2mm ,非常适合PCB面积有限的情况。 特性 V CC 范围为2.3V至4.8V 高性能开关特性:< ul> 带宽(-3dB):6.1GHz R ON (典型值):5.7Ω C ON (典型值):1.6pF 电流消耗:30μA(典型值) 特殊特性: I < sub> OFF ?;し乐乖诙系缱刺虏孤┑缌? 1.8V兼容控制输入(SEL, EN ) 静电放电(ESD)性能: 5kV人体放电模型(A114B,II类) 1kV带电器件模型( C101) 紧凑型10引脚UQFN封装(1.5mm×2mm,间距为0.5mm) < small>所有商标均为其各自所有者的财产。 参数 与其它产品相比?模拟开关/多路复用器 ? Configuration Number of Channels (#) Power Supply Type Vss (Min) (V) V...

发表于 09-03 14:34 ? 80次 阅读
TMUX136 双路 SPDT 低电容 6.1GHz 模拟开关

MUX508 36V 低电容、低泄漏电流、精密模拟多路复用器

MUX508和MUX509(MUX50x)是现代互补金属氧化物半导体(CMOS)模拟多路复用器(mux).MUX508提供8:1单端通道,而MUX509提供4:1差分通道或双4:1单端通道。 MUX508和MUX509在双电源(±5V至±18V)或单电源(10V至36V)供电时均能正常运行。两种器件在由对称电源(如V DD = 12V,V SS = -12V)和非对称电源(如V DD = 12V,V SS = -5V)供电时也能保证优异性能。所有数字输入具有兼容晶体管 - 晶体管逻辑电路(TTL)的阈值。当器件在有效电源电压范围内运行时,该阈值可确保TTL和CMOS逻辑电路的兼容性。 MUX508和MUX509这两款多路复用器的导通和关断泄漏电流都非常低,因此能够以最小误差切换高输入阻抗源信号。该器件的电源电流低至45μA,因此适用于便携式进行VTT放电。 特性 低导通电容 MUX508:9.4pF MUX509:6.7pF 低输入泄漏电流:10pA 低电荷注入:0.3pC 轨到轨运行 宽电源电压范围:±5V至±18V或10V至36V 低导通电阻:125Ω 转换时间:92ns 先断后合开关操作 EN引脚与V DD 相连 逻辑电平:2V至V DD 低电源电流:45μA 人体放电...

发表于 09-03 14:32 ? 2次 阅读
MUX508 36V 低电容、低泄漏电流、精密模拟多路复用器

MUX509 36V 低电容、低泄漏电流、精密模拟多路复用器

MUX508和MUX509(MUX50x)是现代互补金属氧化物半导体(CMOS)模拟多路复用器(mux).MUX508提供8:1单端通道,而MUX509提供4:1差分通道或双4:1单端通道。 MUX508和MUX509在双电源(±5V至±18V)或单电源(10V至36V)供电时均能正常运行。两种器件在由对称电源(如V DD = 12V,V SS = -12V)和非对称电源(如V DD = 12V,V SS = -5V)供电时也能保证优异性能。所有数字输入具有兼容晶体管 - 晶体管逻辑电路(TTL)的阈值。当器件在有效电源电压范围内运行时,该阈值可确保TTL和CMOS逻辑电路的兼容性。 MUX508和MUX509这两款多路复用器的导通和关断泄漏电流都非常低,因此能够以最小误差切换高输入阻抗源信号。该器件的电源电流低至45μA,因此适用于便携式进行VTT放电。 特性 低导通电容 MUX508:9.4pF MUX509:6.7pF 低输入泄漏电流:10pA 低电荷注入:0.3pC 轨到轨运行 宽电源电压范围:±5V至±18V或10V至36V 低导通电阻:125Ω 转换时间:92ns 先断后合开关操作 EN引脚与V DD 相连 逻辑电平:2V至V DD 低电源电流:45μA 人体放电...

发表于 09-03 14:28 ? 0次 阅读
MUX509 36V 低电容、低泄漏电流、精密模拟多路复用器

MUX36D08 36V、低电容、低电荷注入、高精度模拟复用器

MUX36S16和MUX36D08(MUX36xxx)是现代互补金属氧化物半导体(CMOS)模拟多路复用器(mux).MUX36S16提供16:1单端通道,而MUX36D08提供8:1差分通道或双8:1单端通道.MUX36S16和MUX36D08在由双电源(±5V至±18V)或单电源(10V至36V)供电时均能正常运行。器件在由对称电源(如V DD = 12V,V SS = -12V)和非对称电源(如V DD = 12V, V SS = -5V)供电时也能保证优异性能。所有数字输入具有兼容晶体管 - 晶体管逻辑电路(TTL)的阈值。当器件在有效电源电压范围内运行时,该阈值可保证TTL和CMOS逻辑电路的兼容性。 MUX36S16和MUX36D08的导通和关断泄漏电流较低,允许此类多路复用器以最小误差转换高输入阻抗源传输的信号。电源电流低至45μA,支持其应用于便携式应用。 特性 低导通电容 MUX36S16:13.5pF MUX36D08:8.7pF 低泄漏电流:1pA的 低电荷注入:0.31pC 轨到轨运行 宽电源电压范围:±5V至±18V或10V至36V 低导通电阻:125Ω 转换时间:85ns 先断后合开关操作 EN引脚与V DD 相连 逻辑电平:2V至V DD 低电源电流:4...

发表于 09-03 11:27 ? 38次 阅读
MUX36D08 36V、低电容、低电荷注入、高精度模拟复用器

MUX507 MUX50x 36V 低电容、低电荷注入、精密模拟多路复用器

MUX506和MUX507(MUX50x)是现代互补金属氧化物半导体(CMOS)模拟多路复用器(MUX).MUX506提供16:1单端通道,而MUX507提供8:1差分通道或双8:1单端通道.MUX506和MUX507在由双电源(±5V至±18V)或单电源(10V至36V)供电时均能正常运行。器件在由对称电源(如V DD = 12V,V SS = -12V)和非对称电源(如V DD = 12V, V SS = -5V)供电时也能保证优异性能。所有数字输入具有兼容晶体管 - 晶体管逻辑电路(TTL)的阈值。当器件在有效电源电压范围内运行时,该阈值可保证TTL和CMOS逻辑电路的兼容性。 MUX507和MUX507的导通和关断泄漏电流较低,允许此类多路复用器以最小误差转换高输入阻抗源传输的信号。电源电流低至45μA,支持其应用于功耗敏感型应用。 特性 低导通电容 MUX506:13.5pF MUX507:8.7pF 低输入泄漏:1pA的 低电荷注入:0.31pC 轨到轨运行 宽电源电压范围:±5V至±18V或10V至36V 低导通电阻:125Ω 转换时间:97ns 先断后合开关操作 EN引脚与V DD 相连 逻辑电平:2V至V DD 低电源电流:45μA ESD?;BM:20...

发表于 09-03 11:24 ? 58次 阅读
MUX507 MUX50x 36V 低电容、低电荷注入、精密模拟多路复用器
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