滤波电容容值与所滤噪声频率的关系

去耦电容的选择不存在与频率的精确对应关系,理论上越大越好,但现实中所有器件都不是理想器件,不论何种电容,ESL、ESR都是必然存在的,于是实际电容的频响曲线明显呈非线性,仅在一定频率区间内基本符合纯电容的理论计算结果,超出一定界限后就与理论值越差越远,超到一定程度后甚至电容将不再是电容了,这个频率称“自谐振频率”,同样材料和制造工艺下,容量越小的电容自谐振频率越高。所以去耦电容的选择除了需大致考虑频率外,还要考虑负载的情况,在一定频率之后还得考虑电容的材料和生产工艺等,在此基础上综合的结果决定去耦电容的容量和种类。

通常数字电路的噪声频率在兆至百兆量级区间,这个区间的噪声采用陶瓷独石介质的0.1uF电容就可取得合适的效果,如果负载较重或噪声较强,可选择更大容量的电容或用多个电容并联,同样容量和电容材料下,小电容并联的效果强于单一大电容,频率越高越明显,高频去耦则需采用大小电容并联的方式分别对付不同频谱的噪声。

一般去耦电容的容量选取原则:

100M以下轻载:0.1uF,重载或存在较大低频噪声的可加并1-10uF的电容,介质材料选择陶瓷或钽为宜;

100M-1000M:前述+100-1000pF(+10pF),括号内根据频率的高限选择是否需要,小电容的介质选择必须是高频陶瓷,早期则多用云母。

1G以上:前述+1-10pF,介质最好选择高Q微波陶瓷材料。

高频重载时必须用多个小电容并联切不可直接用大电容。

顺便一说,技术上去耦电容不是一般称的滤波电容,滤波电容指电源系统用的,去藕电容则是分布在器件附近或子电路处主要用于对付器件自身或外源性噪声的特殊滤波电容,故有特称——去耦电容,去耦指“去除(噪声)耦合”之意。

文章来源:今日头条

相关文章