(完整word版)电容器ESR频率特性
电容的ESR
电容的ESRESR，是Equivalent Series Resistance三个单词的缩写，翻译过来就是“等效串联电阻”。
电容的ESR是指电容的等效串联电阻（或阻抗）。
理想的电容，是没有电阻的。
但是实际上，任何电容都有电阻，这个电阻值和电容的材料、结构有关系。
在开关电源技术之前，普遍采用线性电源（现在经常使用的LDO，就属于这种技术），电源电路都工作在低频直流状态，通过滤波整流电路把交流转换成直流。
在低频直流电源中，电容的容量对滤波效果起决定作用，电容的串联阻抗作用可以忽略。
但是低频电源效率低，体积大的缺点非常明显。
后来发展了开关电源技术，大大地提高了电源的转换效率，也减小了电源的体积。
开关电源的工作频率越高，电源的体积也可以越小。
开关电源的工作频率从几十KHz到几MHz不等。
在开关电源中，电容的ESR直接影响电容的效果，它比电容的容量还重要（事实上，我们所说的电容容量一般都是在120Hz下测量的值，当工作频率提高时，电容容量会急剧降低，甚至根本不能启动电容的作用）。
一般而言，我们应该选择ESR小店电容。
在不同的电容类别中，电解电容的ESR通常最大，钽电容次之，陶瓷电容最佳。
当然，即使是电解电容中，也分普通电解电容和低ESR的电解电容。
用在开关电源输出滤波的应该采用低ESR的电解电容。
在维修中，如果用普通电解电容替换低ESR的电解电容，开关电源可能短时间能工作，但是寿命肯定不长。
弄不好，电容很快因为损耗太大而爆裂甚至爆炸，所以更换电容应该小心。
同样容量同样耐压的电解电容，体积大的往往ESR小。
同样容量不同耐压的电解电容，耐压高度往往ESR小。
同样耐压同样容量的电容，105度比85度的ESR要小。
当然，这也不是绝对的，对于同一厂家同一系列的电解电容，基本上成立。
esr陶瓷电容
esr陶瓷电容
ESR是等效串联电阻，指的是电容器中总会出现某种类型的内阻。
在陶瓷电容器中，金属损耗主要取决于材料和结构特性。
集肤效应是陶瓷电容器的电极和端子高频能量损耗的主要原因。
过高的ESR值意味着过多的功率损失。
在耦合和旁路电路中，使用低ESR电容器有助于减少发热、延长电池寿命。
在射频功率放大器中，使用低ESR陶瓷电容器有助于提高效率和增加功率输出。
此外，陶瓷电容器的金属损耗在高频下占主导地位，而电介质损失在低频下占主导地位。
因此，对于高频应用，选择低ESR的陶瓷电容器是一个重要的考虑因素。
mlcc电容 esr 曲线
mlcc电容 esr 曲线
MLCC电容的ESR（Equivalent Series Resistance，等效串联
电阻）曲线是描述其ESR随频率变化的曲线。
ESR是指电容器内部
存在的等效电阻，它由电容器的材料、结构和制造工艺等因素决定。
ESR对电容器的性能和应用具有重要影响。
MLCC电容器通常在高频率下工作，因此ESR的大小和频率特性
对其性能至关重要。
ESR曲线通常以对数坐标绘制，横轴表示频率，纵轴表示ESR值。
ESR曲线可用于评估电容器在不同频率下的性能
表现。
在低频率下，MLCC电容器的ESR通常较低，因为电容器内部的
电解液和电极材料对电流的传导较好。
随着频率的增加，ESR逐渐
增加。
这是因为在高频率下，电容器的内部结构和电介质的极化现
象导致电流的阻抗增加。
ESR曲线的形状和特点可以帮助工程师选择适合特定应用的电
容器。
例如，在需要低ESR的高频应用中，可以选择ESR曲线陡峭
下降的电容器。
而在需要较高ESR的滤波应用中，可以选择ESR曲
线相对平缓的电容器。
此外，ESR曲线还可以用于判断MLCC电容器的质量和稳定性。
如果ESR曲线在不同批次或温度下变化较大，可能意味着电容器的制造质量存在问题。
总之，MLCC电容的ESR曲线是描述其ESR随频率变化的曲线，通过分析ESR曲线，可以选择适合特定应用的电容器，并评估其质量和稳定性。
电容esr测量标准
电容esr测量标准全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：电容ESR测量是评价电子元器件性能的重要指标之一，对于电容器来说，ESR（等效串联电阻）是其内部损耗的体现，直接影响着电路的性能和稳定性。
制定一套严谨的电容ESR测量标准是非常必要的。
电容ESR测量标准的制定可以帮助厂家和用户更加准确地评估电容器的性能，并且可以保证产品的质量。
在制定标准的过程中，需要考虑以下几个方面：应明确电容ESR的定义和测量方法。
ESR是指电容器内部等效串联电阻的值，通常以欧姆（Ω）为单位表示。
测量电容的ESR可以使用专门的仪器，如ESR表或LCR表。
需要明确电容ESR的测量范围和精度要求。
不同类型的电容器具有不同的ESR值，因此需要针对不同的电容类型确定相应的测量范围和精度要求。
一般来说，电容ESR的测量范围应从几毫欧姆到几百欧姆不等。
应考虑电容ESR测量的环境条件。
在进行电容ESR测量时，需要确保仪器和电路处于稳定的环境条件下，避免外部干扰对测量结果造成影响。
温度、湿度等环境因素也会对测量结果产生影响，因此需要在标准中规定相应的环境条件。
还应规定电容ESR测量的操作流程和技术要求。
操作流程包括样品的准备、测量前的校准和调试、测量过程中的数据采集和分析等，需要确保测量的准确性和可重复性。
技术要求包括仪器的精度和稳定性要求、操作人员的培训和素质要求等，确保测量过程中可以保证数据的可靠性和准确性。
还可以考虑在电容ESR测量标准中加入一些特殊要求或注意事项。
在测量特定类型的电容器时，可能需要考虑其工作频率、工作温度范围、负载条件等因素，需要对这些因素进行特殊的规定和要求。
电容ESR测量标准的制定是非常重要的，可以帮助厂家和用户更好地评估电容器的性能，保证产品的质量和可靠性。
通过遵守标准的要求，可以确保电容ESR测量结果的准确性和可靠性，提高电子元器件的生产和应用水平。
希望未来能够有更加完善和严格的电容ESR测量标准，为电子元器件行业的发展和进步做出更大的贡献。
常用电容器主要参数与特点
常用电容器主要参数与特点1、标称电容量和允许偏差标称电容量是标志在电容器上的电容量。
电解电容器的容值，取决于在交流电压下工作时所呈现的阻抗。
因此容值，也就是交流电容值，随着工作频率、电压以及测量方法的变化而变化。
在标准JISC 5102 规定：铝电解电容的电容量的测量条件是在频率为 120Hz，最大交流电压为 0.5Vrms，DC bias 电压为1.5 ～ 2.0V 的条件下进行。
可以断言，铝电解电容器的容量随频率的增加而减小。
电容器中存储的能量E = CV^2/2电容器的线性充电量I = C （dV/dt）电容的总阻抗（欧姆）Z = √ ［ RS^2 + （XC – XL）^2 ］容性电抗（欧姆）XC = 1/（2πfC）电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差，在允许的偏差范围称精度。
精度等级与允许误差对应关系：00（01）-±1%、0（02）-±2%、Ⅰ-±5%、Ⅱ-±10%、Ⅲ-±20%、Ⅳ-（+20%-10%）、Ⅴ-（+50%-20%）、Ⅵ-（+50%-30%）一般电容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级，电解电容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级，根据用途选取。
2、额定电压在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最高直流电压有效值，一般直接标注在电容器外壳上，如果工作电压超过电容器的耐压，电容器击穿，造成不可修复的永久损坏。
3、绝缘电阻直流电压加在电容上，并产生漏电电流，两者之比称为绝缘电阻。
当电容较小时，主要取决于电容的表面状态，容量〉0.1uf 时，主要取决于介质的性能，绝缘电阻越大越好。
电容的时间常数：为恰当的评价大容量电容的绝缘情况而引入了时间常数，他等于电容的绝缘电阻与容量的乘积。
4、损耗电容在电场作用下，在单位时间内因发热所消耗的能量叫做损耗。
各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值，电容的损耗主要由介质损耗，电导损耗和电容所有金属部分的电阻所引起的。
电容的频率特性
当频率很高时，电容不再被当做集总参数看待，寄生参数的影响不可忽略。
寄生参数包括Rs，等效串联电阻（ESR）和Ls等效串联电感（ESL）。
电容器实际等效电路如图1所示，其中C为静电容，1Rp为泄漏电阻，也称为绝缘电阻，值越大（通常在GΩ级以上），漏电越小，性能也就越可靠。
因为Pp通常很大（GΩ级以上），所以在实际应用中可以忽略，Cda和Rda分别为介质吸收电容和介质吸收电阻。
介质吸收是一种有滞后性质的内部电荷分布，它使快速放电后处于开路状态的电容器恢复一部分电荷。
ESR和ESL对电容的高频特性影响最大，所以常用如图1（b）所示的串联RLC简化模型，可以计算出谐振频率和等效阻抗：
图1 去耦电容模型图
电容器串联RLC模型的频域阻抗图如图2所示，电容器在谐振频率以下表现为容性；在谐振频率以上时表现为感性，此时的电容器的去耦作用逐渐减弱。
同时还发现，电容器的等效阻抗随着频率的增大先减小后增大，等效阻抗最小值为发生在串联谐振频率处的ESR。
图2 电容器串联RLC模型的频域阻抗图
由谐振频率式（4－8）可得出，容值大小和ESL值的变化都会影响电容器的谐振频率，如图3所示。
由于电容在谐振点的阻抗最低，所以设计时尽量选用fR和实际工作频率相近的电容。
在工作频率变化范围很大的环境中，可以同时考虑一些fR较小的大电容与fR较大的小电容混合使用。
图3 容值和ESL的变化对电容器频率特性的影响。
电容esr等效电路
电容esr等效电路全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：电容ESR（Equivalent Series Resistance等效电路）是指电容器内部存在的等效电阻。
在理想情况下，电容器只具有电容性质，即可以存储电荷并产生电场，而没有任何损耗。
然而在现实中，电容器的内部结构会导致一定的电阻存在，这就是ESR。
电容的ESR对于电路的性能有着重要的影响，因此在设计电路时需要充分考虑ESR的影响。
ESR是电容器内部电阻的简称，也叫动态电阻。
它由电容器内部的电解液或电极的电阻引起，主要由电解液的电导率决定。
ESR的存在会导致电容器在充电和放电时损耗能量，产生热量，使得电容器效率降低。
ESR还会影响电容器的响应速度和稳定性。
在电路设计中，ESR是一个非常重要的参数。
对于一些对性能要求较高的电路，如功率电源、滤波器等，ESR的影响更加明显。
如果不考虑ESR，可能会影响电路的稳定性、效率和性能。
为了更好地理解ESR的影响，我们可以将电容器和其等效电路进行对比。
电容器的等效电路主要由电容性量element（C）、ESR（R）、电感（L）和介质损耗角（tanδ）四个元素组成。
对于一个实际的电容器，我们可以用一个等效电路来表示其实际情况，如下图所示：[图片描述：电容ESR等效电路图]在这个等效电路中，C是电容器的电容值，R是ESR的电阻值，L 是电容器内部的电感值，tanδ是介质损耗角，表示电容器内部损耗的能量。
将电容器看作这个等效电路，可以更好地理解电容器的实际工作原理。
ESR的大小取决于电容器的类型、材料、尺寸等因素。
一般来说，电容器的ESR越小，其性能越好。
常见的电解电容器和液体电解电容器的ESR相对较高，而固态电容器的ESR较低。
在选择电容器时，需要根据具体的应用场景来选择适合的电容器类型和ESR值。
为了减小ESR的影响，可以采取一些措施。
一是选择ESR较小的电容器，比如固态电容器或专门设计的低ESR电容器。
电容器ESR频率特性
电容器E S R频率特性(总5页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除【导读】本文为解说电容器基础的技术专栏。
通过电容器的阻抗大小|Z|和等价串联电阻(ESR)的频率特性进行阐述。
了解电容器的频率特性，可对诸如电源线消除噪音能力和抑制电压波动能力进行判断，可以说是设计回路时不可或缺的重要参数。
对频率特性中的阻抗大小|Z|和ESR进行说明 1.电容器的频率特性如假设角频率为ω，电容器的静电容量为C，则理想状态下电容器(图1)的阻抗Z可用公式 (1)表示。
图1.理想电容器Xc = 1/（ω×C）= 1/（2×π×f×C）；Xc--------电容容抗值；欧姆ω---------角频率π---------3.1415926；f---------频率，C---------电容值法拉由公式(1)可看出，阻抗大小|Z|如图2所示，与频率呈反比趋势減少。
由于理想电容器中无损耗，故等价串联电阻(ESR)为零。
图2.理想电容器的频率特性但实际电容器(图3)中除有容量成分Ｃ外，还有因电介质或电极损耗产生的电阻（ESR）及电极或导线产生的寄生电感(ESL)。
因此，|Z|的频率特性如图4所示呈V字型（部分电容器可能会变为U字型）曲线，ESR也显示出与损耗值相应的频率特性。
图3.实际电容器|Z|和ESR变为图4曲线的原因如下：低频率范围：低频率范围的|Z|与理想电容器相同，都与频率呈反比趋势减少。
ESR值也显示出与电介质分极延迟产生的介质损耗相应的特性。
共振点附近：频率升高，则|Z|将受寄生电感或电极的比电阻等产生的ESR影响，偏离理想电容器（红色虚线），显示最小值。
|Z|为最小值时的频率称为自振频率，此时|Z|=ESR。
若大于自振频率，则元件特性由电容器转变为电感，|Z|转而增加。
低于自振频率的范围称作容性领域，反之则称作感性领域。
10uf陶瓷电容等效串联电阻esr
10uf陶瓷电容等效串联电阻esr1. 介绍在电子电路设计中，电容是一种常用的元件，用于储存电荷并提供稳定的电压。
然而，电容并不完美，它们通常会表现出一些不理想的特性，例如等效串联电阻（Equivalent Series Resistance，简称ESR）。
本文将深入探讨10uf陶瓷电容的等效串联电阻ESR，包括其定义、原因、测量方法以及对电路性能的影响。
2. 定义等效串联电阻（ESR）是指电容器内部的电阻，它是电容器在交流电路中的一种损耗。
ESR的存在主要是由于电容器内部的电介质和电极的电阻造成的。
简而言之，ESR可以被认为是电容器的内部电阻，它会消耗一部分电能并将其转化为热能。
3. 原因10uf陶瓷电容的ESR主要由以下几个因素引起：3.1 电介质损耗陶瓷电容的电介质通常是由陶瓷材料构成的，这些材料在交流电场中会存在一定的电导率。
当交流电通过电容器时，电介质会产生损耗，导致电容器内部存在等效串联电阻。
3.2 电极接触电阻陶瓷电容的电极通常是由金属材料构成的，而金属与电介质之间存在一定的接触电阻。
这种接触电阻会导致电容器内部存在等效串联电阻。
3.3 焊接接触电阻陶瓷电容通常需要通过焊接与电路板连接。
焊接接触电阻是指焊接点与电容器引脚之间存在的电阻。
这种接触电阻也会导致电容器内部存在等效串联电阻。
4. 测量方法测量10uf陶瓷电容的等效串联电阻ESR有多种方法，以下是常用的两种方法：4.1 交流阻抗方法交流阻抗方法是通过将交流信号施加到电容器上，然后测量电容器的阻抗来计算ESR。
通过测量电容器在不同频率下的阻抗，可以得到ESR的频率特性。
4.2 反向电流法反向电流法是通过在电容器上施加一个恒定的电流，然后测量电容器上的电压变化来计算ESR。
通过改变施加的电流大小，可以得到不同电流下的ESR。
5. 对电路性能的影响10uf陶瓷电容的等效串联电阻ESR对电路性能有一定的影响，主要体现在以下几个方面：5.1 能量损耗ESR会导致电容器内部存在能量损耗，将一部分电能转化为热能。
电容与频率的关系
电容与频率的关系电容与频率是离不开的，关系应该是很密切的，大容量的电容对高频的响应很差对低频的响应却好，而容量小的电容对低频的响应很差而对高频的响应却非常好，可是容量的大小与频率的大小关系到底怎样想听听大家的意见，希望有道同仁一起讨论。
电容容量与频率是曲线关系，在谐振点之前，电容容量随频率的增加而减小，在谐振点之后，电容容量随频率的增加而增加。
上面说的曲线关系，是电容量与频率的关系，即Z(=ESR+jwL-j/wC)与频率的关系。
在低频范围内，电容呈现容抗特性；中频范围内，主要是ESR特性；高频范围内，感抗占主导作用。
简单得说，就是器件上不可避免得带有寄生电感和寄生电容。
随着频率的提高，电容的电抗值将越来越接近0，而寄生电感的电抗值却逐渐增大，最后超过电容的电抗而使整个器件表现为电感性。
容量越大的电容，其高频电抗值越接近0，就越容易被本身的寄生电感所超越。
这个在数学上也很简单，把电容等效成电容+寄生电感+寄生电阻，如green novice所说，Z=ESR+jwL-j/wC，其低频为电容性，高频为电感性，在谐振频率上表现为一个纯电阻。
同理，电感在高频也可能表现为电容性，而且越大的电感越容易发生这样的事情。
电容的大小和频率也与它们的制造工艺有关系!电容与频率的关系是曲线的，有没有这方面的关系计算式。
可以在实践在套用。
设计时应确定使用高频低频中频三种去耦电容，中频与低频去耦电容可根据器件与PCB功耗决定,可分别选47-1000uF和470-3300uF；高频电容计算为: C="P/V"*V*F频率特性：指电容器的电参数随电场频率而变化的性质。
在高频条件下工作的电容器，由于介电常数在高频时比低频时小，电容量也相应减小，损耗也随频率的升高而增加。
另外，在高频工作时，电容器的分布参数，如极片电阻、引线和极片间的电阻、极片的自身电感、引线电感等，都会影响电容器的性能。
所有这些，使得电容器的使用频率受到限制。
电容器ESR频率特性
【导读】本文为解说电容器基础的技术专栏。
通过电容器的阻抗大小|Z|和等价串联电阻(ESR)的频率特性进行阐述。
了解电容器的频率特性，可对诸如电源线消除噪音能力和抑制电压波动能力进行判断，可以说是设计回路时不可或缺的重要参数。
对频率特性中的阻抗大小|Z|和ESR进行说明1.电容器的频率特性如假设角频率为ω，电容器的静电容量为C，则理想状态下电容器(图1)的阻抗Z可用公式(1)表示。
图1.理想电容器Xc=1/（ω×C）=1/（2×π×f×C）；Xc--------电容容抗值；欧姆ω---------角频率π---------3.1415926；f---------频率，C---------电容值法拉由公式(1)可看出，阻抗大小|Z|如图2所示，与频率呈反比趋势减少。
由于理想电容器中无损耗，故等价串联电阻(ESR)为零。
图2.理想电容器的频率特性但实际电容器(图3)中除有容量成分Ｃ外，还有因电介质或电极损耗产生的电阻（ESR）及电极或导线产生的寄生电感(ESL)。
因此，|Z|的频率特性如图4所示呈V字型（部分电容器可能会变为U字型）曲线，ESR也显示出与损耗值相应的频率特性。
图3.实际电容器|Z|和ESR变为图4曲线的原因如下：低频率范围：低频率范围的|Z|与理想电容器相同，都与频率呈反比趋势减少。
ESR值也显示出与电介质分极延迟产生的介质损耗相应的特性。
共振点附近：频率升高，则|Z|将受寄生电感或电极的比电阻等产生的ESR影响，偏离理想电容器（红色虚线），显示最小值。
|Z|为最小值时的频率称为自振频率，此时|Z|=ESR。
若大于自振频率，则元件特性由电容器转变为电感，|Z|转而增加。
低于自振频率的范围称作容性领域，反之则称作感性领域。
图4.实际电容器的|Z|/ESR频率特性(例)ESR除了受介电损耗的影响，还受电极自身抵抗行程的损耗影响。
高频范围：共振点以上的高频率范围中的|Z|的特性由寄生电感(L)决定。
电容ESR表（一）电容ESR表的特点、测量原理、电路分析
电容ESR表（⼀）电容ESR表的特点、测量原理、电路分析电容ESR表（⼀）电容ESR表的特点、测量原理、电路分析这个专题起源于笔者偶然得到的信息。
在完成所译《⾳频功率放⼤器设计⼿册》⼀书的勘误⼯作后，笔者因需在⽹上查阅美国Tektronix公司的⽰波器资料，看到外国论坛有位⽹友在介绍维修经验时，⼤⼒推荐电容ESR表，称其为电⼦爱好者的强⼒⼯具，对检测电器帮助极⼤，故⽽引发了笔者的兴趣。
经过⼀段时间的揣摩、研究、设计、制作及试⽤，结合本⼈以往的经验，确认此君所⾔⾮虚。
这种电容ESR表确实是检修电⼦设备、排除电路故障的强⼒⼯具和⼗分有⽤的好帮⼿。
独乐乐不如众乐乐，根据本⼈掌握的知识和实际设计制作，在此对电容ESR表作全⾯介绍，以期能给⼴⼤电⼦爱好者提供有益的帮助，推动这⼀新型⼯具的普及应⽤。
1 电容ESR表的特点可能不少⼈都没听说过这种表。
笔者以前也仅知道，专业仪器的LCR电桥可以测量电容的ESR。
何为ESR？测量电容的ESR有什么⽤？相信很多读者⼼中会有这样的疑问。
为此，先进⾏简单的背景知识介绍。
⼀、背景知识介绍1.电容的ESRESR是英语Equivalent Series Resistance的缩写，意为等效串联电阻。
⾃⾝不会产⽣任何能量损耗的完美电容只存在于理论，实际的电容总是存在着⼀些缺陷。
这个损耗，在外部的表现就像⼀个电阻跟电容串联在⼀起。
另⼀⽅⾯，由于引线、卷绕等物理结构因素，电容内部还存在着电感成分。
因此，实际电容的等效模型可以表⽰为图1所⽰的模式。
其中电容C为理想电容，R为等效串联电阻，即ESR，L为等效串联电感，即ESL。
引⼊ESR和ESL，使得模型更接近于电容在电路中的实际表现。
图1 实际电容的等效模型电容ESR表（⼀）电容ESR表的特点、测量原理、电路分析图2 实际电容与理想电容的差别。
斜直线为理想电容的阻抗曲线，呈V字形的是实际电容的阻抗曲线。
电容ESR表（⼀）电容ESR表的特点、测量原理、电路分析图3 不同容量电容的阻抗特性曲线ESR的存在，令电容的⾏为表现背离其原来的定义。
电容ESR表
电容ESR表电容ESR表的特点、测量原理、电路分析作者薛国雄来源《无线电》杂志浏览3449发布时间2011-01-11这个专题起源于笔者偶然得到的信息。
在完成所译《音频功率放大器设计手册》一书的勘误工作后，笔者因需在网上查阅美国Tektronix公司的示波器资料，看到外国论坛有位网友在介绍维修经验时，大力推荐电容ESR表，称其为电子爱好者的强力工具，对检测电器帮助极大，故而引发了笔者的兴趣。
经过一段时间的揣摩、研究、设计、制作及试用，结合本人以往的经验，确认此君所言非虚。
这种电容ESR表确实是检修电子设备、排除电路故障的强力工具和十分有用的好帮手。
独乐乐不如众乐乐，根据本人掌握的知识和实际设计制作，在此对电容ESR 表作全面介绍，以期能给广大电子爱好者提供有益的帮助，推动这一新型工具的普及应用。
1 电容ESR表的特点可能不少人都没听说过这种表。
笔者以前也仅知道，专业仪器的LCR电桥可以测量电容的ESR。
何为ESR？测量电容的ESR有什么用？相信很多读者心中会有这样的疑问。
为此，先进行简单的背景知识介绍。
一、背景知识介绍1.电容的ESRESR是英语Equivalent Series Resistance的缩写，意为等效串联电阻。
自身不会产生任何能量损耗的完美电容只存在于理论，实际的电容总是存在着一些缺陷。
这个损耗，在外部的表现就像一个电阻跟电容串联在一起。
另一方面，由于引线、卷绕等物理结构因素，电容内部还存在着电感成分。
因此，实际电容的等效模型可以表示为图1所示的模式。
其中电容C为理想电容，R为等效串联电阻，即ESR，L为等效串联电感，即ESL。
引入ESR和ESL，使得模型更接近于电容在电路中的实际表现。
图1 实际电容的等效模型图2 实际电容与理想电容的差别。
斜直线为理想电容的阻抗曲线，呈V字形的是实际电容的阻抗曲线。
图3 不同容量电容的阻抗特性曲线ESR的存在，令电容的行为表现背离其原来的定义。
电容ESR表
电容ESR表电容ESR表电容ESR表的特点、测量原理、电路分析作者薛国雄来源《无线电》杂志浏览3449发布时间2011-01-11这个专题起源于笔者偶然得到的信息。
在完成所译《音频功率放大器设计手册》一书的勘误工作后，笔者因需在网上查阅美国Tektronix公司的示波器资料，看到外国论坛有位网友在介绍维修经验时，大力推荐电容ESR表，称其为电子爱好者的强力工具，对检测电器帮助极大，故而引发了笔者的兴趣。
经过一段时间的揣摩、研究、设计、制作及试用，结合本人以往的经验，确认此君所言非虚。
这种电容ESR表确实是检修电子设备、排除电路故障的强力工具和十分有用的好帮手。
独乐乐不如众乐乐，根据本人掌握的知识和实际设计制作，在此对电容ESR表作全面介绍，以期能给广大电子爱好者提供有益的帮助，推动这一新型工具的普及应用。
1 电容ESR表的特点可能不少人都没听说过这种表。
笔者以前也仅知道，专业仪器的LCR电桥可以测量电容的ESR。
何为ESR？测量电容的ESR有什么用？相信很多读者心中会有这样的疑问。
为此，先进行简单的背景知识介绍。
一、背景知识介绍1.电容的ESRESR是英语Equivalent Series Resistance的缩写，意为等效串联电阻。
自身不会产生任何能量损耗的完美电容只存在于理论，实际的电容总是存在着一些缺陷。
这个损耗，在外部的表现就像一个电阻跟电容串联在一起。
另一方面，由于引线、卷绕等物理结构因素，电容内部还存在着电感成分。
因此，实际电容的等效模型可以表示为图1所示的模式。
其中电容C为理想电容，R为等效串联电阻，即ESR，L为等效串联电感，即ESL。
引入ESR和ESL，使得模型更接近于电容在电路中的实际表现。
图1 实际电容的等效模型图2 实际电容与理想电容的差别。
斜直线为理想电容的阻抗曲线，呈V字形的是实际电容的阻抗曲线。
图3 不同容量电容的阻抗特性曲线ESR的存在，令电容的行为表现背离其原来的定义。
电容的频率特性
电容的频率特性电容的频率特性探讨利用电容器来降低噪声时，充分了解电容器的特性是非常重要的。
右下图为电容器的阻抗和频率之间的关系示意图，是电容器最基础的特性之一。
电容器中不仅存在电容量C，还存在电阻分量ESR（等效串联电阻）、电感分量ESL（等效串联电感）、与电容并联存在的EPR（等效并联电阻）。
EPR与电极间的绝缘电阻IR或电极间有漏电流的具有相同的意义。
可能一般多使用“IR”。
C和ESL形成串联谐振电路，电容器的阻抗原则上呈上图所示的V字型频率特性。
到谐振频率之前呈容性特性，阻抗下降。
谐振频率的阻抗取决于ESR。
过了谐振频率之后，阻抗特性变为感性，阻抗随着频率升高而升高。
感性阻抗特性取决于ESL。
谐振频率可通过以下公式计算。
从该公式可以看出，容值越小、ESL越低的电容器，谐振频率越高。
如果将其应用于噪声消除，则容值越小、ESL越低的电容器，频率越高，阻抗越低，因此可以很好地消除高频噪声。
虽然这里说明的顺序有些前后颠倒，不过使用电容器降低噪声的对策，是利用了电容器“交流通过时频率越高越容易通过”这个基本特性，将不需要的噪声（交流分量）经由信号、电源线旁路到GND等。
下图为不同容值的电容器的阻抗频率特性。
在容性区域，容值越大，阻抗越低。
另外，容值越小，谐振频率越高，在感性区域阻抗越低。
下面总结一下电容器阻抗的频率特性。
•容值和ESL越小，谐振频率越高，高频区域的阻抗越低。
•容值越大，容性区域的阻抗越低。
•ESR越小，谐振频率的阻抗越低。
•ESL越小，感性区域的阻抗越低。
简单来说，阻抗低的电容器具有出色的噪声消除能力，不同的电容器其阻抗的频率特性也不同，所以这一特性是非常重要的确认要点。
选择降噪用电容器时，请根据阻抗的频率特性来选型（而非容值）。
选择降噪用电容器时，确认频率特性需要意识到连接的是LC的串联谐振电路（而非电容）。
电容器阻抗
电容器阻抗／EＳR频率特性就是指什么?本专栏为解说电容器基础得技术专栏。
现就电容器得阻抗大小｜Z｜与等价串联电阻(ESＲ)得频率特性进行阐述。
通过了解电容器得频率特性,可对诸如电源线消除噪音能力与抑制电压波动能力进行判断,可以说就是设计回路时不可或缺得重要参数。
此处对频率特性中得阻抗大小｜Z｜与EＳＲ进行说明。
ﻫ1。
电容器得频率特性ﻫ如假设角频率为ω,电容器得静电容量为C,则理想状态下电容器(图1)得阻抗Z可用公式(１)表示、图１、理想电容器ﻫ由公式(1)可瞧出,阻抗大小|Z|如图２所示,与频率呈反比趋势減少、由于理想电容器中无损耗,故等价串联电阻(ESR)为零。
ﻫ图２。
理想电容器得频率特性但实际电容器(图3)中除有容量成分C外,还有因电介质或电极损耗产生得电阻(ＥSR)及电极或导线产生得寄生电感(ＥSL)。
因此,｜Z|得频率特性如图4所示呈V字型(部分电容器可能会变为U字型)曲线,ESR 也显示出与损耗值相应得频率特性、图3。
实际电容器ﻫﻫ图４.实际电容器得｜Ｚ｜/ESR频率特性(例)｜Z｜与ESR变为图4曲线得原因如下。
ﻫ低频率范围:低频率范围得|Z|与理想电容器相同,都与频率呈反比趋势减少、ＥSR值也显示出与电介质分极延迟产生得介质损耗相应得特性、共振点附近:频率升高,则|Z｜将受寄生电感或电极得比电阻等产生得ESＲ影响,偏离理想电容器(红色虚线),显示最小值。
｜Ｚ｜为最小值时得频率称为自振频率,此时|Ｚ｜=ESR。
若大于自振频率,则元件特性由电容器转变为电感,|Z|转而增加、低于自振频率得范围称作容性领域,反之则称作感性领域。
ﻫESR除了受介电损耗得影响,还受电极自身抵抗行程得损耗影响、ﻫ高频范围:共振点以上得高频率范围中得|Z|得特性由寄生电感(L)决定。
高频范围得|Z｜可由公式(２)近似得出,与频率成正比趋势增加。
ESR逐渐表现出电极趋肤效应及接近效应得影响。
ﻫ以上为实际电容器得频率特性。
什么是电容的频率特性
什么是电容的频率特性电容器是电路中常见的元件之一，其主要功能是储存电荷。
在电容器工作时，除了考虑其容量外，频率特性也是一个重要的性能指标。
本文将详细介绍电容的频率特性，并讨论其对电路性能的影响。
一、电容的频率特性基础电容的频率特性描述了电容器对不同频率电信号的响应能力。
一般情况下，电容器的频率特性由两个主要参数来定义，分别为交流信号通信和损耗角，即阻抗和相移。
1. 阻抗（Impedance）电容对交流信号（频率大于零）的阻抗是其频率特性的重要指标之一。
在直流电路中，电容器表现为开路，其阻抗为无穷大。
而在交流电路中，电容的阻抗与频率有关，可以用以下公式表示：Zc = 1/(jωC)，其中，Zc为电容的阻抗，j为虚数单位，ω为角频率，C为电容器的容值。
2. 相移（Phase shift）相移是描述电路中电压和电流之间的时间关系。
对于电容器，电压和电流之间存在90°的相移，即电压落后于电流。
在低频情况下，相移趋近于90°，而在高频情况下，相移趋近于0°。
二、电容的频率特性影响电容的频率特性对电路性能有着重要的影响，下面将从两个方面进行讨论。
1. 信号传输电容的频率特性对信号的传输能力有直接影响。
在低频情况下，电容的阻抗很大，可以视为开路，使得交流信号难以通过电容器。
而在高频情况下，电容的阻抗较小，可以视为短路，使得交流信号容易通过电容器。
因此，在设计电路时，需要根据所需传输信号的频率范围选择适合的电容器。
2. 频率衰减电容器在电路中具有滤波功能，可以对不同频率的信号进行衰减。
根据电容的频率特性，可以选择不同的电容器来实现特定频率范围的滤波。
例如，高通滤波电路使用大容值电容器来衰减低频信号，而低通滤波电路则使用小容值电容器来衰减高频信号。
三、电容的应用电容器在电子电路中有着广泛的应用，下面介绍几个常见的应用场景。
1. 耦合器（Coupling）电容器在耦合器中用于将一个信号传递到另一个电路，同时阻止直流信号通过。
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【导读】本文为解说电容器基础的技术专栏。
通过电容器的阻抗大小|Z|和等价串联电阻(ESR)的频率特性进行阐述。
了解电容器的频率特性，可对诸如电源线消除噪音能力和抑制电压波动能力进行判断，可以说是设计回路时不可或缺的重要参数。
对频率特性中的阻抗大小|Z|和ESR进行说明 1.电容器的频率特性如假设角频率为ω，电容器的静电容量为C，则理想状态下电容器(图1)的阻抗Z可用公式(1)表示。
图1.理想电容器
Xc = 1/（ω×C）= 1/（2×π×f×C）；
Xc--------电容容抗值；欧姆
ω---------角频率
π---------3.1415926；
f---------频率，
C---------电容值法拉
由公式(1)可看出，阻抗大小|Z|如图2所示，与频率呈反比趋势減少。
由于理想电容器中无损耗，故等价串联电阻(ESR)为零。
图2.理想电容器的频率特性
但实际电容器(图3)中除有容量成分Ｃ外，还有因电介质或电极损耗产生的电阻（ESR）及电极或导线产生的寄生电感(ESL)。
因此，|Z|的频率特性如图4所示呈V字型（部分电容器可能会变为U字型）曲线，ESR也显示出与损耗值相应的频率特性。
图3.实际电容器
|Z|和ESR变为图4曲线的原因如下：低频率范围：低频率范围的|Z|与理想电容器相同，都与频率呈反比趋势减少。
ESR值也显示出与电介质分极延迟产生的介质损耗相应的特性。
共振点附近：频率升高，则|Z|将受寄生电感或电极的比电阻等产生的ESR影响，偏离理想电容器（红色虚线），显示最小值。
|Z|为最小值时的频率称为自振频率，此时|Z|=ESR。
若大于自振频率，则元件特性由电容器转变为电感，|Z|转而增加。
低于自振频率的范围称作容性领域，反之则称作感性领域。
图4.实际电容器的|Z|/ESR频率特性(例)
ESR除了受介电损耗的影响，还受电极自身抵抗行程的损耗影响。
高频范围：共振点以上的高频率范围中的|Z|的特性由寄生电感(L)决定。
高频范围的|Z|可由公式(2)近似得出，与频率成正比趋势增加。
ESR逐渐表现出电极趋肤效应及接近效应的影响。
以上为实际电容器的频率特性。
重要的是，频率越高，就越不能忽视寄生成分ESR或ESL 的影响。
随着电容器在高频领域的应用越来越多，ESR和ESL与静电容量值一样，成为表示电容器性能的重要参数。
各种电容器的频率特性
以上就电容器寄生成分ESR、ESL对频率特性的巨大影响进行了说明。
电容器种类不同，则寄生成分也会有所不同。
接下来对不同种类电容器频率特性的区别进行说明。
图5表示静电容量10uF各种电容器的|Z|及ESR的频率特性。
除薄膜电容器以外，全是SMD 型电容器。
图5.各种电容器的|Z|/ESR频率特性
图5所示电容器的静电容量值均为10uF，因此频率不足1kHz的容量范围|Z|均为同等值。
但1kHz以上时，铝电解电容器或钽电解电容器的|Z|比多层陶瓷电容器或薄膜电容器大，这是因为铝电解电容器或钽电解电容器的电解质材料的比电阻升高，导致ESR增大。
薄膜电容器或多层陶瓷电容器的电极中使用了金属材料，因此ESR很低。
多层陶瓷电容器和引脚型薄膜电容器在共振点附近的特性基本相同，但多层陶瓷电容器的自振频率高，感应范围的|Z|则较低。
这是由于引脚型薄膜电容器中只有引脚线部分的电感增大了。
由以上结果可以得出，SMD型的多层陶瓷电容器在较宽的频率范围内阻抗都很低，也最适于高频用途。
多层陶瓷电容器的频率特性
多层陶瓷电容器可按原材料及形状分为很多种类。
下面就这些因素对频率特性的影响进行说明。
关于ESR：处于容性领域的ESR由电介质材料产生的介质损耗决定。
Class2(种类2)中的高介质率材料因使用强电介质，故有ESR增大的倾向。
Class１(种类1)的温度补偿材料因使用一般电介质，因此介质损耗非常小，ESR数值也很小。
共振点附近到感性领域的高频领域中的ESR除受电极材料的比电阻率、电极形状（厚度、长度、宽度）、叠层数影响外，还受趋肤效应或接近效应的影响。
电极材料多使用Ni，但低损耗型电容器中，有时也会选用比电阻率低的Cu作为电极材料。
关于ESL：多层陶瓷电容器的ESL极易受内部电极结构影响。
设内部电极大小的长度为l、宽度为w、厚为d时，根据F.W.Grover，电极电感ESL可用公式(3)表示。
由此公式可得知，电容器的电极越短，越宽，越厚，则ESL越小。
图6表示各尺寸多层陶瓷电容器的额定容量与自振频率的关系。
相同容量，尺寸越小，自振频率越高，则ESL越小。
由此，可以说长度l较短的小型电容器适用于高频领域。
图6.各尺寸额定容量值与自振频率的关系
图7为长度l缩短，宽度w增大的LW逆转型电容器。
由图8的频率特性可知，即使容量相同，LW逆转型电容器的阻抗低于一般电容器，特性优良。
使用LW逆转型电容器，即使数量少于一般电容器，也可获得同等性能，通过减少元件数量可以降低成本，缩减实装面积。
图7.LW逆转型电容器的外观
图8.LW逆转型电容器与通用品的|Z|/ESR
获得频率特性数据的方法
频率特性数据可通过阻抗分析仪或矢量网络分析仪获取。
最近，也可在各元器件厂商的Web 网站中确认。
图9为提供的设计辅助工具"SimSurfing"的图像。
可通过选取型号和希望确认的项目，显示特性。
还可下载SPICE网络清单或S2P数据作为模拟用数据。
方便大家灵活运用到各种电子回路设计中去。