电容在EMC设计中的应用技巧

合集下载

电容在emc设计中的应用

电容在emc设计中的应用

电容在EMC设计中的应用本文想从EMC角度谈谈电容的选型与应用,电容是电子工程师非常熟悉的一种电子元件,基本功能有:储能、滤波、去耦、旁路等,是最重要的EMC器件之一。

本文从功能角度将电容应用过程中可能出现的问题,一一解析,给广大电子工程师们设计提供一点借鉴。

1.电容的分类电容(Electric capacity),由两个金属极,中间夹有绝缘材料(介质)构成。

由于绝缘材料的不同,所构成的电容器的种类也有所不同:按结构可分为:固定电容,可变电容,微调电容。

按介质材料可分为:气体介质电容,液体介质电容,无机固体介质电容,有机固体介质电容电解电容。

按极性分为:有极性电容和无极性电容。

无极性电容(主要指陶瓷电容)的参数(电介质材料类别,温度特性以及误差等参数)选择在一些设计中是比较关键的。

表1为电容的温度与容量误差编码表。

如X7R电容表示电容工作的温度范围是-55-125℃,容量变化范围是±15%。

表1常用的电容有 NP0、X7R、Y5V,主要区别是它们的填充介质不同。

在相同的体积下由于填充介质不同所组成的电容器的容量就不同,随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就不同。

所以在使用电容器时应根据电容器在电路中作用不同来选用不同的电容器。

NPO电气性能稳定,适用于高稳定性、高频场合;X7R电气性能较稳定,随温度、时间、电压的变化,其特性变化并不明显,适用于要求较高的耦合、旁路、滤波电路及中频场合;Y5V具有很高的介电系数,常用于生产小体积,大容量的电容器,其容量随温度改变比较明显,但成本较低,仍广泛用于对容量,损耗要求不高的耦合、滤波、旁路等电路场合。

2.1分类用来给器件提供恒定的电流和电压,常用在电源模块上,属于低频范畴。

能用作储能的电容都是有极性电容,常用的有铝电解电容和钽电解电容。

铝电解电容的特点:1)容量大;2)ESR,ESL大;3)低频特性差。

一般用在电源输入输出端。

钽电解电容的特点:1)ESR,ESL低;2)高频特性好;3)电压和容量低;4)价格比铝电解电容高。

EMC基础:去耦电容的有效使用方法

EMC基础:去耦电容的有效使用方法

EMC基础:去耦电容的有效使用方法①Q较高的陶瓷电容电容具有被称为“Q”的特性。

下图即表示Q和频率-阻抗特性之间的关系。

当Q值高时,阻抗在特定的窄带会变得非常低。

当Q值低时,阻抗虽然不会极度下降,但可以在很宽的频段内降低。

这种特性可能有助于符合某些EMC标准。

例如,使用电容量变化较大的电容时,如果Q值很高,则可能存在无法消除目标频率噪声的个体。

在这种情况下,还有一种通过使用具有低Q的电容来抑制波动影响的手法。

②热风焊盘等的PCB图形旨在提高散热性的热风焊盘等的PCB图形,图形的电感分量会增加。

电感分量的增加会使谐振频率向低频端移动,所以有时可能无法获得理想的噪声消除效果。

③探讨对策时的电容试装试制后需要对高频噪声采取对策,可以考虑增加小容量的电容器。

此时,如下图所示,如果在大容量电容器上安装要增加的电容器(左例),则纵向会增加额外的电感分量,因此不能充分发挥增加电容器的效果。

在中间的例子中,虽然未违背“尽可能使小容量电容靠近噪声源”的理论,但阻抗会与实际修改的PCB布局不同。

最好的方法是以尽量接近实际修改的配置进行探讨(右例)。

在探讨对策时,也可能会发生虽然噪声试验OK,但安装到修改后的PCB时NG的现象,因此需要在探讨时就有意识地按照实际来安装。

④电容的电容量变化率噪声对策用的电容的电容量变化率较大时,谐振频率的波动会变大,目标消减频段会产生变化或波动,有时很难找到理想的噪声对策。

尤其是需要在窄频段大幅消除噪声时,需要格外注意。

下表表示电容量变化率和实际的电容量和谐振频率之间的关系。

仔细看这个表的话可以看出,虽然视条件而定,不过很多情况是无法接受的。

⑤电容器的温度特性众所众知,电容的特性会受温度影响。

目前,EMC测试的温度特性尚未标准化,但在某些应用中,不得不在明显的高温或低温条件/环境下工作、或在会产生较大温度变化的条件/环境下使用。

在这类情况下,非常有可能发生“④电容量变化率”中提到的问题,所以,用于噪声对策的电容,需要尽量使用具有CH、C0G特性的温度特性优异的产品。

EMC设计之滤波电容器使用

EMC设计之滤波电容器使用

EMC设计之滤波电容器使用电容器是电路中最基本的元件之一,利用电容滤除电路上的高频骚扰和对电源解耦是所有电路设计人员都熟悉的。

但是,随着电磁干扰问题的日益突出,特别是干扰频率的日益提高,由于不了解电容的基本特性而达不到预期滤波效果的事情时有发生。

本文介绍一些容易被忽略的影响电容滤波性能的参数及使用电容器抑制电磁骚扰时需要注意的事项。

1电容引线的作用在用电容抑制电磁骚扰时,最容易忽视的问题就是电容引线对滤波效果的影响。

电容器的容抗与频率成反比,正是利用这一特性,将电容并联在信号线与地线之间起到对高频噪声的旁路作用。

然而,在实际工程中,很多人发现这种方法并不能起到预期滤除噪声的效果,面对顽固的电磁噪声束手无策。

出现这种情况的一个原因是忽略了电容引线对旁路效果的影响。

实际电容器的电路模型如图1所示,它是由等效电感(ESL)、电容和等效电阻(ESR)构成的串联网络。

图1 实际电容器的等效电路理想电容的阻抗是随着频率的升高降低,而实际电容的阻抗是图1所示的网络的阻抗特性,在频率较低的时候,呈现电容特性,即阻抗随频率的增加而降低,在某一点发生谐振,在这点电容的阻抗等于等效串联电阻ESR。

在谐振点以上,由于ESL的作用,电容阻抗随着频率的升高而增加,这是电容呈现电感的阻抗特性。

在谐振点以上,由于电容的阻抗增加,因此对高频噪声的旁路作用减弱,甚至消失。

电容的谐振频率由ESL和C共同决定,电容值或电感值越大,则谐振频率越低,也就是电容的高频滤波效果越差。

ESL除了与电容器的种类有关外,电容的引线长度是一个十分重要的参数,引线越长,则电感越大,电容的谐振频率越低。

因此在实际工程中,要使电容器的引线尽量短,电容器的正确安装方法和不正确安装方法如图2所示。

图2 滤波电容的正确安装方法与错误安装方法根据LC电路串联谐振的原理,谐振点不仅与电感有关,还与电容值有关,电容越大,谐振点越低。

许多人认为电容器的容值越大,滤波效果越好,这是一种误解。

EMC基础使用电容器的噪声对策

EMC基础使用电容器的噪声对策

EMC基础使用电容器的噪声对策
电磁兼容性(EMC)是指电子设备在共存并且能够正常工作的同时,相互之间不产生不可接受的干扰。

而电容器的噪声则是影响电路EMC性能的一个重要因素。

为了降低电容器噪声对EMC性能的影响,可以采取以下几种对策:
1.选择低噪声电容器:在设计电路时,选择低噪声的电容器是最简单和有效的方法。

低噪声电容器通常具有更低的电阻和电感,以减少内部热噪声的产生。

2.使用多层板(PCB)设计:多层板设计可以提供更好的地面和电源平面,从而减少EMC问题。

在PCB上使用足够的电容器并布置得当,可以有效地降低电容器噪声。

3.增加滤波电路:在电容器的输入和输出端口添加滤波电路可以有效地抑制高频噪声。

常见的滤波电路包括LC滤波器、RC滤波器和Pi滤波器等。

4.选择合适的布线技术:布线技术对于EMC性能非常重要。

采用合适的布线技术可以减少电容器噪声的传播和辐射。

例如,避免长线和回路,减少电流回流路径等。

5.增加屏蔽:对于高频噪声,可以考虑在电容器附近添加屏蔽,如金属外壳或铝箔。

屏蔽可以有效地阻止噪声的传播和辐射。

6.优化地线设计:正确的地线设计是减少电容器噪声的关键。

需要保证地线的连续性和低阻抗,避免地线回流路径过长,以减少干扰的传导。

除了上述对策,还可以通过EMC测试和仿真分析来评估电容器噪声对EMC性能的影响,并进行合理的设计和优化。

总之,降低电容器噪声对EMC性能的影响是一个综合性的问题。

需要从电容器选型、布局设计、滤波等方面综合考虑,同时结合EMC测试和仿真分析等手段,才能有效地提高电路的EMC性能。

电容在EMC整改中的作用

电容在EMC整改中的作用

电容基本作用电容器在电子线路中的作用一般概括为:通交流、阻直流。

电容器通常起滤波、旁路、耦合、去耦、转相等电气作用。

用作贮能元件也是电容器的一个重要应用领域,同电池等储能元件相比,电容器可以瞬时充放电,并且充放电电流基本上不受限制,可以为某些设备提供大功率的瞬时脉冲电流。

1、隔直流:作用是阻止直流而让交流通过。

2、旁路(去耦):为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。

3、耦合:作为两个电路之间的连接,允许交流信号通过并传输到下一级电路4、平滑或滤波:将整流以后的脉状波变为接近直流的平滑波,或将纹波及干扰波虑除。

5、温度补偿:针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响,而进行补偿,改善电路的温度稳定性。

6、计时:电容器与电阻器配合使用,确定电路的时间常数。

7、调谐:对与频率相关的电路进行系统调谐,比如手机、收音机、电视机。

8 、储能:储能型电容器通过整流器收集电荷,并将存储的能量通过变换器引线传送至电源的输出端。

电压额定值为40 ~450VDC 、电容值在220 ~150 000μF 之间的铝电解电容器为较常见的规格。

根据不同的电源要求,器件有时会采用串联、并联或其组合的形式,对于功率级超过10KW 的电源,通常采用体积较大的罐形螺旋端子电容器。

9、浪涌电压保护:开关频率很高的现代功率半导体器件易受潜在的损害性电压尖峰脉冲的影响。

跨接在功率半导体器件两端的浪涌电压保护电容器通过吸收电压脉冲限制了峰值电压,从而对半导体器件起到了保护作用,使得浪涌电压保护电容器成为功率元件库中的重要一员。

半导体器件的额定电压和电流值及其开关频率左右着浪涌电压保护电容器的选择。

由于这些电容器承受着很陡的dv/dt 值,因此,对于这种应用而言,薄膜电容器是恰当之选。

不能仅根据电容值/ 电压值来选择电容器。

在选择浪涌电压保护电容器时,还应考虑所需的dv/dt 值。

10 、EMI/RFI 抑制:这些电容器连接在电源的输入端,以减轻由半导体所产生的电磁或无线电干扰。

电容在emc设计中的应用技巧

电容在emc设计中的应用技巧

电容在emc设计中的应用技巧电容在EMC设计中的应用是极为重要的,大量的电路板设计即便经过EMC测试也会失败,因为电容在EMC上没有得到合理的应用。

因此,在设计EMC电路板时,一定要认真考虑电容的电气特性。

EMC设计中电容的应用非常多,主要分为几个方面:一、屏蔽和射频抑制电容在EMC设计中,屏蔽和射频抑制电容的作用是阻抗高频电磁辐射,降低电磁波对电路板的影响。

一般使用小容量的电容,通常介于0.1uF和4.7uF之间,并且要求具有高的冲击电流耐受性。

安装在连接电缆和机壳之间的电容可以用于抑制或屏蔽电缆电磁辐射,具体的安装位置视具体的EMC需求而定,也可以安装在机身上,以抑制射频泄漏。

二、X射线补偿电容X射线补偿电容具有高介电常数和低电容量,可以抑制电子元件产生的高频干扰,可以有效减少电磁泄漏和谐波问题,X射线补偿电容有以下作用:1、X射线补偿电容可以减少电容与电感之间的共振,减少了射频能量的发射。

2、X射线补偿电容可以抑制射频电路电容、电感的谐振,降低补偿电容及其他电路的高频电容和电感的发射。

3、X射线补偿电容可以抑制非正弦波形电流造成的EMI。

三、哈耳电容哈耳电容通常是在模拟电路中使用的一种电容,它可以减少外部射频在参考电压中的影响,有效的缓冲了外部射频的影响。

哈耳电容的容量一般为低容量电容,可以有效利用现有的抗射频设计技术,减缓射频对模拟信号的干扰。

四、其它电容电路设计中还可以使用分布式电容、微波补偿电容、抗电弧补偿电容等。

分布式电容可以减少电路板上流入电流的谐波,抑制射频辐射;微波补偿电容可以将高频EMI电压在PCB上分布,减少对设备的高频干扰;抗电弧补偿电容可以减少故障时产生的持续电流,抑制射频辐射。

总结:电容在EMC设计中具有重要作用,通过它可以有效抑制高频电磁辐射。

准确地考虑电容的电气特性,根据不同的应用场合选择合适的电容类型,是保障EMC设计的有效因素之一。

薄膜电容器在EMC领域中应用课件.ppt

薄膜电容器在EMC领域中应用课件.ppt
*
*
隔离也是抑制EMI的另一种方法,一般来说高压线路和设备必须与低压的类比或数位线路隔离,像马达、高压电源、电焊机等均属高压设备,应尽可能和计算机或控制系统隔离。 瞬态突波对电子系统的伤害和人身安全的威胁是非常大的,产生瞬态的原因是电网上的突波、雷击等。 普通的电容器是无法保证承受和吸收突波的。因UL1414和IEC60384-14 的标准中规定了电容器必须通过和吸收瞬态突波方可算符合安规标准的电容器,才能打印安全认证标记 。 所以滤波器应选用有突波吸收性能的安规电容。
*
*
主要课题
电容器的基础知识 电容器在EMC中的应用 EMC基础知识 抑制电磁干扰电容器国际标准介绍 三种高压试验介绍 浪涌保护方法 阻燃标准 向日亚安规电容器的认证介绍
*
*
电容器定义:
定义:由极板和介质构成,能储存电荷的元件。 图1:薄膜电容器的基本结构
电磁干扰EMI(electro magnetic interference)的定义:指影响系统性能之非正常的电压和电流,通过电磁能量借传导辐射的方法而介入元件、线路或系统中。 与之对应的是电磁兼容EMC(electro magnetic compatibility):在特定环境中,元件、线路和系统能正常工作的条件和能力。 滤波器的作用就是尽可能消除电磁干扰,而达到电磁兼容
*
*
干扰的方式和特性:
按传播方式分主要有传导和辐射两种, 传导产生的干扰主要由不当的耦合与能量的经常变动产生,此杂波产生物一般为电弧产生者,即突然改变电流或电压方向和大小者,如脉冲发生器、雷电、谐振等。 任何电源线上传导干扰信号,均可用差模和共模信号来表示。差模干扰在两导线之间传输,属于对称性干扰;共模干扰在导线与地(机壳)之间传输,属于非对称性干扰。在一般情况下,差模干扰幅度小、频率低、所造成的干扰较小;共模干扰幅度大、频率高,还可以通过导线产生辐射,所造成的干扰较大。 辐射干扰:辐射干扰产生物很多,电视台、电台、吹风机、微波炉等因感受物和杂波产生体因距离近发生的干扰可称为辐射干扰。 一般可这么判别,借金属物体传送的为传导干扰。借非金属物体传送的为辐射干扰。传导式干扰产生于系统内,而辐射干扰系统内外都会产生 .

电容在emc设计中的应用技巧

电容在emc设计中的应用技巧

电容在emc设计中的应用技巧电容是电子设计中最重要的元件之一,在电子产品的开发和制造过程中起着至关重要的作用。

在电子设备的设计中,电容的应用技巧也很重要。

随着现代电子设备越来越先进,EMC设计也成为了一个重要的研究话题。

电容也在EMC设计中发挥着重要的作用,可以提高设备的可靠性。

EMC是Electromagnetic Compatibility的缩写,它是指电磁兼容性,是指电磁辐射抗扰能力,也可以说成电磁抗扰。

EMC设计的目的在于保证不同电子设备之间的电磁兼容性,从而减少其中一个设备传播的电磁干扰对另外一个设备的影响。

EMC设计的重要组成部分之一就是电容。

电容在EMC设计中的应用技巧有很多,综合应用后可以获得最佳的抗扰效果。

首先,在EMC设计中,常用的是小容量电容,如0.01uf 到0.1uf之间的印刷结构电容。

这种电容可以有效地吸收波形中的短脉冲和尖峰值。

如果电路板上存在高频信号,可以使用滤波电容来进行抗干扰,从而消除外部来源的电磁干扰。

其次,电容也可以利用其绝缘性和相对较大的无源电阻来抑制高频的电磁干扰,用于常见的电路和终端电路的信号链接。

另外,在EMC设计中,电容也可以用来改善电路的抗扰能力,主要是引入电容电路,用来抑制高频信号,从而减少外部电磁辐射和电磁扰动对设备的影响。

例如,可以引入一些高频电路,如低通滤波器,带通滤波器等,以分离高频和低频信号,减少相互的影响。

此外,还可以通过在信号线上植入电容来抑制信号中的抖动,提高信号质量,从而改善电路的抗扰性能。

以上就是电容在EMC设计中的应用技巧。

电容可以消除外部来源的电磁干扰,为电子设备提供有效的抗扰性能,从而提高设备的可靠性。

因此,电容在EMC设计中有着重要的地位,必须正确地使用电容,才能改善设备的抗扰性能,从而提高其性能。

电容在EMC设计中的应用技巧

电容在EMC设计中的应用技巧

电容在EMC设计中的应用技巧
如何看待MOSFET的雪崩能量推挽电路为何成为逆变升压拓扑首选?OLED照明产业市场深度分析工信部评出5项信息产业重大技术发明2010大半导体产业热点回顾我国单节容量最大的电车固态锂电池试用成功突破动力电池组技术瓶颈凸显中国制造力2011年美国太阳能光伏市场的预测
 电源网讯
 在EMC设计中,电容是应用最广泛的元件之一,主要用于构成各种低通滤波器或用作去耦电容和旁路电容。

大量实践表明:在EMC设计中,恰当选择与使用电容,不仅可解决许多EMI问题,而且能充分体现效果良好、价格低廉、使用方便的优点。

若电容的选择或使用不当,则可能根本达不到预期的目的,甚至会加剧EMI程度。

本文根据EMC设计原理和不同结构电容的特点,结合相关研究的新进展,针对电容在EMC设计中的一些不恰当的认识与做法,讨论了电容在EMC设计中的应用技巧。

对EMC设计具有指导作用。

 滤波器结构的选择
 EMC设计中的滤波器通常指由L,C构成的低通滤波器。

不同结构的滤波器的主要区别之一,是其中的电容与电感的联接方式不同。

滤波器的有效性不仅与其结构有关,而且还与连接的网络的阻抗有关。

如单个电容的滤波器在高阻抗电路中效果很好,而在低阻抗电路中效果很差。

传统上,在滤波器两端的端接阻抗为50欧姆的条件下描述滤波器的特性(这一点往往未被注。

电容与EMC

电容与EMC

电容与EMC(1)一般我们的pcb板的器件有很多种类,但是值得特别关注的,很多人都会说是BGA、接口、IC、晶振之类,因为这些都是layout功能模块以及设计难点。

然而数量上占绝对优势的器件却是阻容器件,之前围殴阻抗时,对于电阻已经说了很多了,这次我们从EMC的角度来说说电容。

有人肯定要问了:电容的主要作用是旁路、退耦和储能,和EMC有什么关系呢?下面就一一讨论电容不同功能时对整板EMC的作用。

首先来说说旁路电容。

我们在原理图中看到很多类似于下面左边的图例,此时电容起什么作用,对于整板的EMC有什么好处呢?众所周知,由于电源芯片本身的输出不稳定,负载端对于电流需求的响应变化以及传输路径上的阻抗影响,不可避免的会引起电压波动,产生电源噪声。

电源线在传输的过程中难免也会携带电源噪声,因此在用电端一般都会在电源入口处添加电容,来减弱噪声对于负载的影响,旁路电容的作用如下面右边图例所示,对于直流电源而言,电容的阻抗是无穷大的,因此直流电源可以全部供给IC芯片工作,对于交流部分的噪声而言,电容是一个低阻抗的通道,因此交流噪声会接地,从而保证了芯片的稳定工作。

再来看退耦电容,实际上从电源芯片流向负载的电流并不是一个定值,当负载高速工作时,需要的电流比较大,当负载低速工作时,电流需求比较小。

负载需要的电流发生变化时,电源芯片不能马上响应,此时负载两端的电压就会有变化,电容两端的电压与负载两端的电压是一致的,也同时发生了变化,相应充放电,满足负载对电流的要求,从而保证负载的电压不会有太大的变化,来保证负载的正常工作,如下图所示。

退耦电容的存在确保电源芯片不会在负载工作状态发生变化时,产生瞬时的尖峰电流,冲击整个供电网络,可以有效的减小EMI。

正确的使用去耦电容,是减小整板电磁干扰的一个主要手段。

对于储能电容而言,他的作用主要体现在负载数目很多的时候。

例如DDR之类的,有很多的数据、地址、命令信号,负载数目很多,很多负载一起切换工作状态,需要消耗的电流就很大,可能会引起电源和地平面上的电流波动,这种波动会导致电压下跌影响到其他元器件的正常工作,此时储能电容可以为电路提供储备能量,使电压和电流维持在稳定状态。

EMC与电容-电容参数意义、各电容的特点及应用

EMC与电容-电容参数意义、各电容的特点及应用

EMC与电容-电容参数意义、各电容的特点及应用上次的问题,看到很多回答里都有关于X电容,Y电容,NPO之类,这些很奇怪的参数到底代表什么意义呢?以前很多次都在BOM表里看到这些参数,一直都无视过去,正好这次的EMC课程里也提到这方面的知识,正好跟大家一起学习一下。

NPO\X5R\X7R\Y5V\Z5U电容之间的主要区别是它们的填充介质不同。

在相同的体积下由于填充介质不同所组成的电容器的容量就不同,随之带来的电容器的介质损耗、容量稳定性等也就不同,所以在使用电容器时应根据电容器在电路中作用不同来选用。

陶瓷电容根据介质的不同,一般分为两类:Ⅰ类陶瓷电容器:主要包涵NPO和COG等电容Ⅱ类陶瓷电容器:其中X5R、X7R属于稳定级,Y5V、Z5U属于可用级;下图为各个参数代表的含义例如X5R就表示正常的工作范围为-55℃~85℃,对应的电容变化量为±15%。

下面就一一来介绍一下这几种电容的主要特点和应用场合。

NPO、COG电容器NPO是一种最常用的具有温度补偿特性的单片陶瓷电容器,电气性能稳定,基本上不随时间、温度、电压变化,价格比较高,适用于高可靠、高稳定的高额、特高频场合。

NPO电容器适合用于振荡器、谐振器的槽路电容,以及高频电路中的耦合电容。

COG电容和NPO 电容特点和作用差不多,只是容值和精度有所区别。

X7R、X5R电容器X7R电容器是一种被称为温度稳定型的陶瓷电容器,电气性能较稳定,随着时间、温度、电压的变化,其特性变化不明显,适用于要求较高的耦合、旁路、滤波电路以及10MHz频率以下的场合。

X7R电容器主要应用于要求不高的工业应用,而且当电压变化时其容量变化是可以接受的条件下。

它的主要特点是在相同的体积下电容量可以做的比较大。

X5R与X7R的区别就是材质的温度系数不同。

X5R材质所能做出来的电容容值会更高一些,与X7R同样容值电压的电容相比,X5R的价格也要便宜一些。

Z5U电容器Z5U电容器称为”通用”陶瓷单片电容器。

电容滤波在EMC设计中的重要性

电容滤波在EMC设计中的重要性

电容滤波在EMC设计中的重要性电容在EMC设计中非常重要,也是我们常用的滤波元件!大家对电容的使用并不是很明确!这里把电容滤波的两个要点介绍一下:1、电容滤波是有频段的,很多人以为电容是越大越好,其实不然,每个电容有一定的滤波频段,大电容滤低频,小电容滤高频,主要是根据电容的谐振频点来决定,电容在谐振频率点处有最佳的滤波效果!在以谐振点为中心的一段频段之内有较好的滤波效果,其他部分滤波效果不佳!电容的谐振点与电容的容值以及 ESL(等效串联电感)相关,具体大家可以查一下网上资料,以及会议学校学习串联谐振电路的理论分析就会知道!通常我们建议在电源端口增加UF级别电容来滤波几百 KHZ到5MHZ之间的差模干扰,原因就是UF级别电容谐振点在1MHZ左右。

另外建议加在高频数字电路上我们建议加1nF贴片电容,原因就是1nf电容的谐振频率在100MHZ之间,不同厂家谐振频点有所不同,这样比较好滤波几十MHZ到200MHZ干扰,有利与EMI问题解决!2、电容选好了,不代表就能滤除干扰!河水泛滥,到达高水位,这时我们往往会增加一条沟渠引流,那么引到的地方必须是一个低水位的,如果引到一个高水位的水库的话,反而会引起水倒灌,抬高水位。

电容滤波与治水问题是一样得,电容只是起到一个沟渠得作用,能否滤波还取决与电容接的地上干扰的大小。

我们经常发现工程师解决干扰问题加电容没有效果,有很大程度是地上干扰本身很大!反而把地上干扰引到信号或电源上来!大家需要注意,地上干扰在有些情况小并不是最小的!所以我们强调滤波有一个重要的基础,就是所接的地要干扰小,就是通常说的“静地”。

所以说,我们采取电容滤波时要达到滤波效果,必须选取合适的电容以及接干扰比较小的地!电容可以根据器件手册与经验,干扰小的地可以在调试时采取仪器方法,有经验工程师在前期原理图以及PCB时要考虑。

更多0。

EMC 整改案例1 电容用在变压器初始地与次级地的跨接用法

EMC 整改案例1 电容用在变压器初始地与次级地的跨接用法

EMC 整改案例1:Y 电容用在变压器初始地与次级地的跨接用法在开关电源 EMI 的整改过程中,相信很多工程师都对X 电容、Y 电容、共模电感的用法及相关属性都是非常了解的。

这里,我也就对Y 电容用在变压器初始地与次级地的用法。

测试过程中,我平时有仔细观察每一位客户在传导测试过程中对Y 电容的调节用法,其中有将Y 电容增大、将Y 电容减小、将Y 电容两只脚套磁珠、我也有一次的传导整改中将Y 电容串联一颗6uH 的穿心电感。

为什么说,对Y 电容的不同的调节都会、或者都有可能将其传导的问题解决掉?往往有很多的客户一味的将Y 电容加大、加大、再加大,直到安规测试不合格后,这时EMI 问题还是没有解决,这时,我让客户对其Y 电容减小、减小、再减小,直至EMI 问题得到解决,这时候有些工程师就一头雾水了!为什么会出现这种情况呢?我在这里简单诉述一下,在变压器的线圈绕组层与层之间的分布电容的存在,导致在工作时势必将储存一个电压,这里将产生一个骚扰源头。

如若不对此骚扰源进行处理,那么对于EMI 测试来讲将是非常严酷的。

那么这时候在变压器初始地与次级地之间跨接一颗Y 电容后,势必将对此变压器分布电容储存的骚扰电压源提供一个泄放的路径,这将减少其对AC 端子及向外发射的骚扰源。

这里添加了这颗Y 电容物极必反,另外一条向外发射的途径,及将势必导致EMI 测试结果的恶劣。

所以,这就造就了此颗Y 电容的大小及相关用法导致的不同的EMI 效果。

不管是哪种EMI 元件,包括Y 电容不一定是用的大就好,就会效果好。

我们一定要分析出器件特性,以及电路工作原理,骚扰源头的建模分析,骚扰路径的分析等,这样才能更快更好的解决EMC 问题,更快速的拿到认证证书。

ITL 拥有世界顶级的测试仪器,专业的屏蔽室以及符合国际标准相关的测试环境,并获得国家CNAS。

电容与EMC-电容不同功能时对整板EMC的作用

电容与EMC-电容不同功能时对整板EMC的作用

电容与EMC-电容不同功能时对整板EMC的作用一般我们的pcb板的器件有很多种类,但是值得特别关注的,很多人都会说是BGA、接口、IC、晶振之类,因为这些都是layout功能模块以及设计难点。

然而数量上占绝对优势的器件却是阻容器件,之前围殴阻抗时,对于电阻已经说了很多了,这次我们从EMC的角度来说说电容。

有人肯定要问了:电容的主要作用是旁路、退耦和储能,和EMC有什么关系呢?下面就一一讨论电容不同功能时对整板EMC 的作用。

首先来说说旁路电容。

我们在原理图中看到很多类似于下面左边的图例,此时电容起什么作用,对于整板的EMC有什么好处呢?众所周知,由于电源芯片本身的输出不稳定,负载端对于电流需求的响应变化以及传输路径上的阻抗影响,不可避免的会引起电压波动,产生电源噪声。

电源线在传输的过程中难免也会携带电源噪声,因此在用电端一般都会在电源入口处添加电容,来减弱噪声对于负载的影响,旁路电容的作用如下面右边图例所示,对于直流电源而言,电容的阻抗是无穷大的,因此直流电源可以全部供给IC芯片工作,对于交流部分的噪声而言,电容是一个低阻抗的通道,因此交流噪声会接地,从而保证了芯片的稳定工作。

再来看退耦电容,实际上从电源芯片流向负载的电流并不是一个定值,当负载高速工作时,需要的电流比较大,当负载低速工作时,电流需求比较小。

负载需要的电流发生变化时,电源芯片不能马上响应,此时负载两端的电压就会有变化,电容两端的电压与负载两端的电压是一致的,也同时发生了变化,相应充放电,满足负载对电流的要求,从而保证负载的电压不会有太大的变化,来保证负载的正常工作,如下图所示。

退耦电容的存在确保电源芯片不会在负载工作状态发生变化时,产生瞬时的尖峰电流,冲击整个供电网络,可以有效的减小EMI。

正确的使用去耦电容,是减小整板电磁干扰的一个主要手段。

对于储能电容而言,他的作用主要体现在负载数目很多的时候。

例如DDR之类的,有很多的数据、地址、命令信号,负载数目很多,很多负载一起切换工作状态,需要消耗的电流就很大,可能会引起电源和地平面上的电流波动,这种波动会导致电压下跌影响到其他元器件的正常工作,此时储能电容可以为电路提供储备能量,使电压和电流维持在稳定状态。

电磁兼容(EMC)中电容的选择技巧是什么

电磁兼容(EMC)中电容的选择技巧是什么



从理论上讲,电容的容量越大,容抗就越小,滤波效果 就越好。一些人也有这种习惯认识。但是,容量大的电容 一般寄生电感也大,自谐振频率低(如典型的陶瓷电 容, 0.1μF的f0=5 MHz,0.01μF的f0=15 MHz,0.001μF的 f0=50 MHz),对高频噪声的去耦效果差,甚至根本起丌 到去耦作用。分立元件的滤波器在频率超过10 MHz时, 将开始失去性能。元件的物理尺寸越大,转折点频率越低。 这些问题可以通过选择特殊结构的电容来解决。 贴片电容的寄生电感几乎为零,总的电感也可以减小 到元件本身的电感,通常只是传统电容寄生电感的 1/3~1/5,自谐振频率可达同样容量的带引线电容的2倍 (也有资料说可达10倍),是射频应用的理想选择。
电磁兼容(EMC)中电容的选择技巧是 什么


元件组
有两种基本的电子元件组:有引脚的和无引 脚的元件。有引脚线元件有寄生效果,尤其在高 频时。该引脚形成了一个小电感,大约是 1nH/mm/引脚。引脚的末端也能产生一个小电容 性的效应,大约有4pF。因此,引脚的长度应尽 可能的短。不有引脚的元件相比,无引脚丏表面 贴装的元件的寄生效果要小一些。其典型值为: 0.5nH的寄生电感和约0.3pF的终端电容。


EMC元件之电容
从电磁兼容性的观点看,表面贴装元件效果 最好,其次是放射状引脚元件,最后是轴向平行 引脚的元件。 大量实践表明:在EMC设计中,恰当选择不 使用电容,丌仅可解决许多EMI问题,而丏能充 分体现效果良好、价格低廉、使用方便的优点。 若电容的选择或使用丌当,则可能根本达丌到预 期的目的,甚至会加剧 EMI程度。

•பைடு நூலகம்•
传统上,射频应用一般选择瓷片电容。但在实践中,超小型聚脂或 聚苯乙烯薄膜电容也是适用的,因为它们的尺寸不瓷片电容相当。

电容在电磁兼容中的作用

电容在电磁兼容中的作用

电容在电磁兼容中的作用一、引言电容是一种被广泛应用于电路中的元件,它的作用是存储电荷和能量,同时也可以作为滤波器、耦合器、隔直流等功能。

在电磁兼容(EMC)领域中,电容也扮演着重要的角色。

本文将详细探讨电容在电磁兼容中的作用。

二、电磁兼容简介电磁兼容(EMC)是指各种不同设备在相同环境下共存时互相之间不会产生干扰或损坏的能力。

为了保证设备之间的互相兼容性,需要对设备进行EMC测试和认证。

EMC测试包括辐射测试和传导测试两个方面。

三、辐射干扰与抗干扰1. 辐射干扰辐射干扰是指设备在工作时会向周围空间发射出高频信号,这些信号可能会对周围其他设备产生影响。

这种影响可能表现为声音失真、图像模糊等问题。

2. 抗干扰抗干扰是指设备在受到外界高频信号干扰时能够正常工作而不受影响。

这种影响可能表现为声音失真、图像模糊等问题。

四、电容在EMC测试中的应用1. 电容的滤波作用在EMC测试中,需要对设备进行辐射测试和传导测试。

在这两个测试中,都需要使用滤波器来减少高频信号的干扰。

电容作为一种常见的滤波器元件,可以通过选择不同的电容值来实现不同频率范围内的滤波效果。

2. 电容的隔直流作用在EMC测试中,需要对设备进行传导测试时,会将设备接入到直流电源上进行测试。

此时需要使用隔直流元件来隔离直流信号和高频信号。

而电容正是一种常见的隔直流元件,可以通过选择合适的电容值来实现隔离效果。

3. 电容的耦合作用在EMC测试中,需要对设备进行辐射测试时,会将设备接入到天线上进行辐射。

此时需要使用耦合器将天线和设备连接起来。

而电容也可以作为一种常见的耦合器元件,在选择合适的电容值后可以实现良好的耦合效果。

五、结论综上所述,在EMC领域中,电容作为一种常见的元件,扮演着重要的角色。

它可以作为滤波器、隔直流元件和耦合器,通过选择不同的电容值来实现不同的功能。

在EMC测试中,正确选择和应用电容可以有效减少设备之间的干扰,保证设备之间的互相兼容性。

EMC基础:使用电容器的噪声对策-基础电子

EMC基础:使用电容器的噪声对策-基础电子

EMC基础:使用电容器的噪声对策-基础电

一篇文章中,介绍了电容器的频率特性。

本文将介绍采用电容器来降低噪声时的概要和示意图。

使用电容器降低噪声
噪声分很多种,性质也是多种多样的。

所以,噪声对策(即降低噪声的方法)也多种多样。

在这里主要谈开关电源相关的噪声,因此,请理解为DC电压中电压电平较低、频率较高的噪声。

另外,除电容外,还有齐纳二极管和噪声/浪涌/ESD抑制器等降噪部件。

不同的噪声性质,所需要的降噪部件也各不相同。

如果是DC/DC转换器,多数会根据其电路和电压电平,用LCR来降低噪声。

使用电容器降低噪声的示意图
下面是通过添加电容器来降低DC/DC转换器输出电压噪声的示例。

左侧的波形是输出端LC滤波器的电容为22?F时,在约200MHz 的频率范围存在180mVp-p左右的噪声(振铃、反射)。

右侧波形是为了降低这种噪声而添加了2200pF电容后的结果。

从波形图可以看出,添加2200pF的电容使噪声降低了100mV左右。

这里应该思考的是“为什么是2200pF”。

右下图为所添加电容器的阻抗频率特性。

之所以选择2200pF的电容,是因为阻抗在160MHz附近,利用这种阻抗特性,可降低噪声幅度约2MHz。

这是通过添加电容器来降低目标噪声频率的阻抗,从而降低噪声幅度的手法。

像这样通过添加电容器来降低噪声时,需要把握噪声(振铃、反射)的频率,并选择具有相应阻抗的频率特性的电容器。

本文简单介绍了利用电容器来降低噪声的对策。

下一篇文章将介绍去耦电容的有效使用方法。

电磁兼容(EMC)常用元器件—电容的使用!

电磁兼容(EMC)常用元器件—电容的使用!

电磁兼容(EMC)常用元器件—电容的使用!1、铝电解电容电容容量范围为0.1μF ~ 22000μF,高脉动电流、长寿命、大容量的不二之选,广泛应用于电源滤波、解耦等场合。

(贴片)(直插)(轴向)2、钽电容电容容量范围为2.2μF ~ 560μF,低等效串联电阻(ESR)、低等效串联电感(ESL)。

脉动吸收、瞬态响应及噪声抑制都优于铝电解电容,是高稳定电源的理想选择,但较铝电解价格更高。

3、陶瓷电容电容容量范围为0.5pF ~ 100μF,独特的材料和薄膜技术的结晶,迎合了当今“更轻、更薄、更节能“的设计理念。

规格也有很多,这里只大致提以下几种:a、瓷片电容是一种用陶瓷材料作介质,在陶瓷表面涂覆一层金属薄膜,再经高温烧结后作为电极而成的电容器。

通常用于高稳定振荡回路中,作为回路、旁路电容器及垫整电容器。

b、MLCC多层陶瓷电容器,也有叫独石电容。

多层结构,往往一个MLCC内部多达几十层,甚至更多,其中,每一单层都相当于一个电容,几十层,就相当于几十个电容器并联,所以MLCC容量做很大,但电压不高。

一般都是表面贴封装。

(贴片的,是不是很熟悉)(加两只脚就叫独石电容了)4、薄膜电容薄膜电容器是以金属箔当电极,将其和聚乙酯,聚丙烯,聚笨乙烯或聚碳酸酯等塑料薄膜,从两端重叠后,卷绕成圆筒状的构造之电容器。

而依塑料薄膜的种类又被分别称为聚乙酯电容(又称Mylar电容),聚丙烯电容(又称PP电容),聚苯乙烯电容(又称PS电容)和聚碳酸电容。

主要应用于电子、家电、通讯、电力、电气化铁路、混合动力汽车、风力发电、太阳能发电等多个行业,这些行业的稳定发展,推动了薄膜电容器市场的增长。

(涤纶电容)(MEA)(电机起动及运行电容器)(MKP电容,拆过电磁炉应该都见过)5、云母电容云母材料拥有优良的电气性能和机械性能,使云母电容自身电感和漏电损耗都很小,具有耐压范围宽,可靠性高,性能稳定,容量精度高等优点。

特别适合用在高频振荡电路、高精度运算放大、滤波电路等场合。

开关噪声EMC设计技巧:使用电容器处理噪声

开关噪声EMC设计技巧:使用电容器处理噪声

开关噪声EMC设计技巧:使用电容器处理噪声在之前的文章中我们解释了电容器,电感器,铁氧体磁珠和电阻器用于差分模式滤波器,用于开关电源的输入级,从这里,我们讨论使用电容器和电感器解决噪声的措施,解释可能被称为噪声对策的基本原理。

这里我们使用一个简单的四元素模型。

为了表示更高频率的共振,可以使用基于更多元素的模型。

了解电容器的频率特性使用电容器处理噪声问题时,必须充分了解电容器特性。

该图显示了电容器阻抗与频率之间的关系,并且是任何电容器的基本特性。

除了电容器的静电电容C之外,还有电阻元件ESR(等效串联电阻),电感元件ESL(等效串联电感)和EPR(等效并联电阻),它与静电平行存在电容。

EPR意味着在电极之间存在绝缘电阻IR,或者在电极之间存在漏电流。

可能通常使用术语IR。

C和ELS形成串联谐振电路,电容器的阻抗基本上具有V形频率特性,如图所示。

直到谐振频率,表现出电容特性,并且阻抗下降。

谐振频率的阻抗取决于ESR。

当超过谐振频率时,阻抗特性变为电感,并且随着频率上升,阻抗增加。

电感阻抗特性取决于ESL。

可以使用以下等式计算共振频率:该等式表明静电电容越小,电容器的ESL越小,谐振频率越高。

当应用于消除噪声时,具有较小电容和较小ESL的电容器在较高频率下具有较低阻抗,因此更好地消除高频噪声。

这里的解释顺序是相反的,但采用电容器的噪声对策利用了“通过交流电流,并在更高频率下更容易通过”的基本电容特性。

因此,电容器用于将不需要的噪声(AC分量)从信号或电源线分流到GND。

下图显示了具有不同静电电容的电容器阻抗的频率特性。

在电容特性区域中,电容越大,阻抗越低。

此外,电容越小,谐振频率越高,电感特性区域的阻抗越低。

我们对电容器阻抗的频率特性的解释可总结如下:1.当电容和ESL较小时,谐振频率较高,并且高频区域中的阻抗较低。

2.电容越大,电容区域的阻抗越低。

3.ESR越小,谐振频率的阻抗越低。

4.ESL越小,电感区域的阻抗越低。

电容在emc中的作用

电容在emc中的作用

电容在emc中的作用
在电磁兼容性(EMC)中,电容器具有以下作用:
1. 滤波:电容器可以用作滤波元件,将高频噪声从电路中滤除,以确保电路正常运行。

它可以通过将高频信号短路到地或通过电容器的并联电抗来实现。

2. 电压稳定:电容器可以用作电压稳定器,通过存储和释放电荷来调整电路的电压。

电容器的能量存储能力使其可以在电压下降时向电路释放电荷,从而维持电路的稳定工作。

3. 耦合和解耦合:电容器可以用于耦合和解耦电路。

在电路中,它可以传输信号,将一个电路的信号耦合到另一个电路上。

解耦电容器则用于抑制电源噪声和稳定电源电压,以确保电路正常工作。

4. 阻抗匹配:电容器可以用于调整电路的阻抗匹配,以提高信号传输效率。

通过选择合适的电容值,可以将电路的输出阻抗与负载的输入阻抗匹配,从而最大限度地传输信号能量。

总之,电容器在EMC中的作用主要涉及滤波、电压稳定、耦合和解耦合以及阻抗匹配等方面,以确保电路的正常工作并保持电磁兼容性。

相关主题
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

µ l LS = 0 l + 2π r
r l + 1 + − l r
2
r + 1 l
f0 =
1 2π 2LC
f0 =
1 2π LC
其中:l 和 r 分别为引线的长度和半径。
设计电源滤波器时,必须使滤波器的自谐振频率远小于 噪声频率。处理不当,不仅不能衰减噪声,反而会放大噪
ZS 低 ZL高
ZS 低 20dB/dec,(n=1)
ZL低
声。 例如[8], 图 2(a)所示的滤波器, 如果取 L=1 mH、 rL=1 Ω、 C=0.47μF(这也是许多资料上推荐的参数) ,可算出 f0= 5.2 kHz。 而 EMC 测试中的快速脉冲群频率为 5.0 kHz(2KV) 或 2.5 kHz(4 kV),5.0 kHz 刚好谐振,2.5 kHz 也不会被衰
电容的选择或使用不当,则可能根本达不到预期的目的,甚至会加剧 EMI 程度。根据 EMC 设计原理和不同结构电容的特点,结合相关研究的 新进展,针对电容在 EMC 设计中的一些不恰当的认识与做法,讨 论了 电容在 EMC 设计中的应用技巧。对 EMC 设计具有指导作 用。 关键词: 去耦电容;电 源滤波 器;电 磁兼容; EMI 中图分类号:TN41,TP33 文献标识码:B 文章编号:1004-373X(2004)18-001-03
Abstract: Capacitor is the one of the elements most in use in EMC design.It has been proved that choosing and using capacitors properly can solve many EMI problems.However,choose or use capacitors improperly,and the capacitors and the relevant units with capacitors will not be able to suppress EMI effectively.Based on the principle of EMC design and the characteristics of different kind of capacitors,considering the some new achievements of relevant research and the some unreasonable applications of capacitors in EMC design,application techniques of capacitors in EMC design are studied in this paper. This is voluable to guiding the EMC design. Key words: decoupling capacitor; power supply filter; EMC; EMI
2
2.1 去耦电容的自谐振频率
实际的电容都有寄生电感 LS。LS 的大小基本上取决于引 线 的 长 度 , 对 圆 形 、导 线 类 型 的 引 线 , LS 的 典 型 值 为 10nH/cm[3]。典型的陶瓷电容的引线约有 6mm 长,会引入约 15nH 的电感[1]。引线电感也可由下式估算[4] :
Application Techniques of Capacitors in EMC Design ZHOU Shenghai, WANG Lin,LI Changgeng
(School of Physics & Electronic Engineering, Xinyang Normal University, Xinyang, 464000,China)
1.2 0.8 0.4
ω =2π f
0
4
6
12
f /HZ
图 3 图2(a)所示滤波器的幅频特性
3 电容结构的选择 从理论上讲,电容的容量越大,容抗就越小,滤波效果 就越好。一些人也有这种习惯认识。但是,容量大的电容一 般寄生电感也大,自谐振频率低(如典型的陶瓷电容,0.1μF 的 f0=5 MHz,0.01μF 的 f0=15 MHz,0.001μF 的 f0 =50 MHz) , 对高频噪声的去耦效果差,甚至根本起不到去耦作用。分立 元件的滤波器在频率超过 10 MHz 时,将开始失去性能。元 件的物理尺寸越大,转折点频率越低。这些问题可以通过选 择特殊结构的电容来解决。 贴片电容的寄生电感几乎为零,总的电感也可以减小到
在 EMC 设计中, 电容是应用最广泛的元件之一, 主要用 于构成各种低通滤波器或用作去耦电容和旁路电容。大量实 践表明:在 EMC 设计中,恰当选择与使用电容,不仅可解决 许多 EMI 问题,而且能充分体现效果良好、价格低廉、使用 方便的优点。若电容的选择或使用不当,则可能根本达不到 预期的目的,甚至会加剧 EMI 程度。 本文根据 EMC 设计原理和不同结构电容的特点, 结合相 关研究的新进展, 针对电容在 EMC 设计中的一些不恰当的认 识与做法,讨论了电容在 EMC 设计中的应用技巧。对 EMC 设计具有指导作用。 1 滤波器结构的选择 EMC 设计中的滤波器通常指由 L, C 构成的低通滤波器。 不同结构的滤波器的主要区别之一,是其中的电容与电感的 联接方式不同。滤波器的有效性不仅与其结构有关,而且还 与联结的网络的阻抗有关。 如单个电容的滤波器在高阻抗
《现代电子技术》2004 年 18 期总第 185 期
新型电子元器件与传感器
电容在 EMC 设计中的应用技巧
周胜海,王 林,李长庚
(信阳师范学院 物理与电子工程学院 河南 信阳 464000)
摘 要:电容是 EMC 设计中应用最广泛的元件之一。实践表明:在 EMC 设计中,恰当选择与使用电容能解决许多 EMI 问题。但是,若
C=
∆I ∆V / ∆t
式中: ∆ I 为瞬变电流; ∆V 为逻辑器件允许的电源电压变化;
EMC 设计是一个需要长期面对的重要而复杂的领域, 电 容在其中一直得到广泛应用。随着相关研究的进展,人们不 断纠正或放弃电容在 EMC 设计中的一些传统认识与做法。 电 容在 EMC 设计中的作用大小与多种因素有关, 且其中的很多 因素一直在不断的研究与变化中。所以,要充分发挥电容在 EMC 设计中的作用,及时了解相关研究的新进展,及时采用 新技术,是非常重要的。 参 考 文 献 [1] 白同云,吕晓德.电磁兼容设计[M].北京:北京邮电大学 出版社,2001. [2] 张松春,竺子芳,赵秀芬,等.电子控制设备抗干扰技术及 其应用(第 2 版)[M].北京:机械工业出版社,1995. [3] (法)米切尔·麦迪圭安.电磁干扰排查及故障解决的电 磁兼容技术[M]. 刘萍,魏东兴,臧瑞华,等译.北京:机械 工业出版社,2002. [4] Paul C R. Intruduction to Electromagnetic Compati bility [Z].New York:Wiley,1992. [5] 袁子建,吴志敏,高举.高速 PCB 的过孔设计[J].电子工 艺技术,2002,23(4):158-159,163. [6] Montrose M I.Printed Circuit Board Design Techniques for EMC Compliance[Z].IEEE Press,1996. [7] 周胜海,马建中 .传输 线路引起的数字信号畸变与 抑制 [J].计算机测量与控制,2002,10(10):695-697. [8] 王柏林.单片机系统设计的误区与对策[J].电子技术应 用,2002,28(2):22-24. [9] 王幸之,王雷,翟成,等.单片机应用系统抗干扰技术[M].
80dB/dec,(n=4)
2.0 1.6
rL =1Ω
L =1mH C =0.47μF
图 1 滤波器的结构与 ZS和ZL的配合关系
寄生电感会与电容产生串联谐振,即自谐振,在自谐振 频率 f0 处,去耦电容呈现的阻抗最小,去耦效果最好。但对 频率 f 高于 f0 的噪声成份,去耦电容呈电感性,阻抗随频率 的升高而变大,使去耦或旁路作用大大下降。实践中,应根 据噪声的最高频率 fmax 来选择去耦电容的自谐振频率 f0, 最佳 取值为 f0 = fmax。 但是,一些资料上只是从电容的寄生电感的角度给出了 自谐振频率 f0 的资料。实际上,去耦电容的自谐振频率不仅 与电容的寄生电感有关,而且还与过孔的寄生电感[5] 、联结 去耦电容与芯片电源正负极引脚的印制导线的寄生电感[6,7] 等都有关系。如果不注意这一点,查得的资料或自己的估算 往往与实际情况相去甚远。 实践中,一般是先确定去耦电容的结构(电容的寄生电 感与其结构关系密) ,再用试验的方法确定容量。
传统上,在滤波器两端的端接阻抗为 50Ω的条件下描述 滤波器的特性(这一点往往未被注意) ,因为这对测试方便, 并且是符合射频标准的。但是,实践中源阻抗 ZS 和负载阻抗 ZL 很复杂,并且在要抑制的频率点上可能是未知的。如果滤 波器的一端或两端与电抗性元件相联结, 则可能会产生谐振, 使某些频率点的插入损耗变为插入增益。 可见,正确选择滤波器的结构至关重要。究竟是选择电 容、电感还是两者的组合,是由所谓的“最大不匹配原则” 决定的。简言之,在任何滤波器中,电容两端存在高阻抗, 电感两端存在低阻抗。图 1 是利用最大不匹配原则得到的滤 波器的结构与 ZS 和 ZL 的配合关系, 每种情形给出了两种结构 及相应的衰减斜率(n 表示滤波器中电容元件和电感元件的 总数) 。 但是,如何判定 ZS 和 ZL 的值是高或低,一些资料上并 未作具体说明[1,2] ,实践中也往往不清楚。 ZS 和 ZL 的所谓的高值或低值的临界选取有一定的随机 性,选取 50Ω作为边界值是比较合适的。 顺便指出,在电子电路中,因信号一般较弱,而 RC 低 通滤波器对信号有一定的衰减,故很少使用。
相关文档
最新文档