電源濾波電容如何選取,掌握其精髓與方法,其實(shí)也不難.
1)理論上理想的電容其阻抗隨頻率的增加而減少(1/jwc),但由于電容兩端引腳的電感效應(yīng),這時(shí)電容應(yīng)該看成是一個(gè)LC串連諧振電路,自諧振頻率即器件的FSR參數(shù),這表示頻率大于FSR值時(shí),電容變成了一個(gè)電感,
如果電容對(duì)地濾波,當(dāng)頻率超出FSR后,對(duì)干擾的抑制就大打折扣,所以需要一個(gè)較小的電容并聯(lián)對(duì)地,可以想想為什么?
原因在于小電容,SFR值大,對(duì)高頻信號(hào)提供了一個(gè)對(duì)地通路,所以在電源濾波電路中我們常常這樣理解:大電容慮低頻,小電容慮高頻,根本的原因在于SFR(自諧振頻率)值不同,當(dāng)然也可以想想為什么?如果這個(gè)角度想,也就可以理解為什么電源濾波中電容對(duì)地腳為什么要盡可能靠近地了.
2)那么在實(shí)際的設(shè)計(jì)中,我們常常會(huì)有疑問,我怎么知道電容的SFR是多少?就算我知道SFR值,我如何選取不同SFR值的電容值呢?是選取一個(gè)電容還是兩個(gè)電容?
電容的SFR值和電容值有關(guān),和電容的引腳電感有關(guān),所以相同容值的0402,0603,或直插式電容的SFR值也不會(huì)相同,當(dāng)然獲取SFR值的途徑有兩個(gè),1)器件Data sheet,如22pf0402電容的SFR值在2G左右, 2)通過網(wǎng)絡(luò)分析儀直接量測其自諧振頻率,想想如何量測?S21?
電容的本質(zhì)是通交流,隔直流,理論上說電源濾波用電容越大越好.
但由于引線和PCB布線原因,實(shí)際上電容是電感和電容的并聯(lián)電路,
(還有電容本身的電阻,有時(shí)也不可忽略)
這就引入了諧振頻率的概念:ω=1/(LC)1/2
在諧振頻率以下電容呈容性,諧振頻率以上電容呈感性.
因而一般大電容濾低頻波,小電容濾高頻波.
這也能解釋為什么同樣容值的STM封裝的電容濾波頻率比DIP封裝更高.
至于到底用多大的電容,這是一個(gè)參考
電容諧振頻率
電容值 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)
不過僅僅是參考而已,用老工程師的話說——主要靠經(jīng)驗(yàn).
更可靠的做法是將一大一小兩個(gè)電容并聯(lián),
一般要求相差兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上,以獲得更大的濾波頻段。