电容的选择 电容值的选择

滤波电容的大小的选取 PCB 制版电容选择 印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时.操作它们时均会产生较大火花 放电,必须采用 RC 吸收电路来吸收放电电流。一般 R 取 1~2kΩ,C 取 2.2~4.7 μF 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 电容值 1.0μF 0.1μF 0.01μF 1000pF 100 pF 10 pF DIP (MHz) 2.5 8 25 80 250 800 STM (MHz) 5 16 50 160 500 1.6(GHz)不过仅仅是参考而已电容的选择,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 FS R 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,我们常常会有疑问,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 0402,0 603,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 D ata 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. 滤波电容如何取值 2010 年 02 月 04 日 星期四 14:18 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.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:大电容滤低频,小电容滤高频,根 本的原因在于 SFR(自谐振频率)值不同,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,我们常常会有疑问,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,想想如何测量 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. 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 电容值 DIP (MHz) STM (MHz) 1.0μF 2.5 5 0.1μF 8 16 0.01μF 25 50 1000pF 80 160 100 pF 250 500 10 pF 800 1.6(GHz) 不过仅仅是参考而已,老工程师说主要靠经验. 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.我看了这篇文章,也做个粗略的总结吧: 1.电容对地滤波,需要一个较小的电容并联对地,对高频信号提供了一个对 地通路。

2.电源滤波中电容对地脚要尽可能靠近地。 3.理论上说电源滤波用电容越大越好,一般大电容滤低频波,小电容滤高频波。 4.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.(类似 1) 滤波电容是如何计算出来的? 如果要求不是精确的话,可以按照负载估算,每 0.5A 电流 1000μF。 如果要求精确该怎么办? 是否能计算出来, 如何计算?可以计算出来,但方法就不简单了,要详细给出负载、整流管参数、变压器 参数等。实际意义也不大。 另外有一个粗略估算公式电容的选择,常用于工程计算:按 RC 时间常数近似等于 3~5 倍电源半周期估算。给出一例: 负载情况:直流 1A,12V。其等效负载电阻 12 欧姆。 桥式整流: RC = 3 (T/2) C = 3 (T/2) / R = 3 x (0.02 / 2 ) / 12 = 2500 (μF) 工程中可取 2200 μF,因为没有 2500 μF 这一规格。若希望纹波小 些,按 5 倍取。这里,T 是电源的周期,50HZ 时,T = 0.02 秒。

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