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  • EMC基礎知識-電容的頻率特性
    • 發布時間:2021-06-10 20:10:09
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    EMC基礎知識-電容的頻率特性
    電容的頻率特性
    探討利用電容器來降低噪聲時,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系示意圖,是電容器最基礎的特性之一。
    電容器中不僅存在電容量C,還存在電阻分量ESR(等效串聯電阻)、電感分量ESL(等效串聯電感)、與電容并聯存在的EPR(等效并聯電阻)。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”。
    電容的頻率特性
    C和ESL形成串聯諧振電路,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。過了諧振頻率之后,阻抗特性變為感性,阻抗隨著頻率升高而升高。感性阻抗特性取決于ESL。
    諧振頻率可通過以下公式計算。
    電容的頻率特性
    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。
    雖然這里說明的順序有些前后顛倒,不過使用電容器降低噪聲的對策,是利用了電容器“交流通過時頻率越高越容易通過”這個基本特性,將不需要的噪聲(交流分量)經由信號、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,在感性區域阻抗越低。
    電容的頻率特性
    下面總結一下電容器阻抗的頻率特性。
    容值和ESL越小,諧振頻率越高,高頻區域的阻抗越低。
    容值越大,容性區域的阻抗越低。
    ESR越小,諧振頻率的阻抗越低。
    ESL越小,感性區域的阻抗越低。
    簡單來說,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要點。選擇降噪用電容器時,請根據阻抗的頻率特性來選型(而非容值)。
    選擇降噪用電容器時,確認頻率特性需要意識到連接的是LC的串聯諧振電路(而非電容)。
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