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濾波電容阻抗隨頻率變化特性分析
高速電路設(shè)計(jì)需要考慮高頻和低頻兩種噪聲,針對(duì)這兩種噪聲,應(yīng)選取不同的濾波電容。其中有一個(gè)共識(shí)“ 低頻噪聲選用大電容,高頻噪聲選用小電容“。對(duì)電容器件而言,由于電容分量的存在,電容器件的阻抗隨著頻率的升高而逐漸降低,這是電容器件的本體屬性;ESL分量則使阻抗隨著頻率的升高而逐漸增加。在電容分量和ESL 分量的共同作用下,電容器件的整體阻抗表現(xiàn)為,隨著頻率的升高,是電容分量起主導(dǎo)作用,使阻抗逐步變小,器件表現(xiàn)為電容的阻抗特性,濾波效果漸強(qiáng); 當(dāng)達(dá)到某一頻點(diǎn)時(shí)發(fā)生諧振,此時(shí)電容分量和ESL 分量對(duì)阻抗的效果正好抵消,在諧振點(diǎn)上,電容器件阻抗小,等于ESR 分量;此后,隨著頻率繼續(xù)升高, ESL 分量起主導(dǎo)作用,使阻抗逐步增大,器件表現(xiàn)為電感的阻抗特性,濾波效果漸弱。其阻抗-頻率變化曲線
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陶瓷電容體積小、價(jià)格低、穩(wěn)定性好,但容量小。適用于高頻濾波;
鉭電容溫度穩(wěn)定性好、ESL 值小、高頻濾波性能好、體積小、能節(jié)省PCB 面積、并且容值較大,但耐沖擊電壓和沖擊電流的能力較弱;
鋁電解電容容量大、耐壓高,但溫度穩(wěn)定性差、精度差、高頻濾波性能差,僅適用于低頻濾波;
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去耦電容,其作用是為器件穩(wěn)定工作而給器件電源提供的本地“小池塘”。在高速運(yùn)行的器件上,會(huì)不斷產(chǎn)生快速變化的電荷需求,對(duì)于這種快速的需求,電源模塊無(wú)法及時(shí)給器件提供電流以補(bǔ)充,只能依靠器件附近的電容給予解決。
旁路電容,其作用是為前級(jí)(如電源產(chǎn)生的高頻噪聲等干擾)提供一條流到地平面的低阻抗路徑,以避免這些干擾影響正在高速工作的器件。
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