EMC基礎(chǔ):電容的頻率特性
發(fā)布時(shí)間:2021-04-01 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】探討利用電容器來(lái)降低噪聲時(shí),充分了解電容器的特性是非常重要的。右下圖為電容器的阻抗和頻率之間的關(guān)系示意圖,是電容器最基礎(chǔ)的特性之一。
電容的頻率特性
探討利用電容器來(lái)降低噪聲時(shí),充分了解電容器的特性是非常重要的。右下圖為電容器的阻抗和頻率之間的關(guān)系示意圖,是電容器最基礎(chǔ)的特性之一。
電容器中不僅存在電容量C,還存在電阻分量ESR(等效串聯(lián)電阻)、電感分量ESL(等效串聯(lián)電感)、與電容并聯(lián)存在的EPR(等效并聯(lián)電阻)。EPR與電極間的絕緣電阻IR或電極間有漏電流的具有相同的意義??赡芤话愣嗍褂?ldquo;IR”。
C和ESL形成串聯(lián)諧振電路,電容器的阻抗原則上呈上圖所示的V字型頻率特性。到諧振頻率之前呈容性特性,阻抗下降。諧振頻率的阻抗取決于ESR。過(guò)了諧振頻率之后,阻抗特性變?yōu)楦行裕杩闺S著頻率升高而升高。感性阻抗特性取決于ESL。
諧振頻率可通過(guò)以下公式計(jì)算。
從該公式可以看出,容值越小、ESL越低的電容器,諧振頻率越高。如果將其應(yīng)用于噪聲消除,則容值越小、ESL越低的電容器,頻率越高,阻抗越低,因此可以很好地消除高頻噪聲。
雖然這里說(shuō)明的順序有些前后顛倒,不過(guò)使用電容器降低噪聲的對(duì)策,是利用了電容器“交流通過(guò)時(shí)頻率越高越容易通過(guò)”這個(gè)基本特性,將不需要的噪聲(交流分量)經(jīng)由信號(hào)、電源線旁路到GND等。
下圖為不同容值的電容器的阻抗頻率特性。在容性區(qū)域,容值越大,阻抗越低。另外,容值越小,諧振頻率越高,在感性區(qū)域阻抗越低。
下面總結(jié)一下電容器阻抗的頻率特性。
容值和ESL越小,諧振頻率越高,高頻區(qū)域的阻抗越低。
容值越大,容性區(qū)域的阻抗越低。
ESR越小,諧振頻率的阻抗越低。
ESL越小,感性區(qū)域的阻抗越低。
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),阻抗低的電容器具有出色的噪聲消除能力,不同的電容器其阻抗的頻率特性也不同,所以這一特性是非常重要的確認(rèn)要點(diǎn)。選擇降噪用電容器時(shí),請(qǐng)根據(jù)阻抗的頻率特性來(lái)選型(而非容值)。
選擇降噪用電容器時(shí),確認(rèn)頻率特性需要意識(shí)到連接的是LC的串聯(lián)諧振電路(而非電容)。
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