恒久以來，一直利用旁路和去耦電容來減小PCB上發(fā)生的各類噪聲，也。由于本錢相對(duì)較低，利用容易，尚有一系列的量值可選用，電容器經(jīng)常是電路板上用來減小電磁滋擾(EMI)的主要器件。由于寄生參數(shù)具有重要的影響，故電容器的選擇要比其容量的選擇更為重要。制造電容器的要領(lǐng)許多，制造工藝抉擇了寄生參數(shù)的巨細(xì)。

電氣器噪聲可以以很多差異的方法引起。在數(shù)字電路中，這些噪聲主要由開關(guān)式集成電路，電源和調(diào)解器所發(fā)生，而在射頻電路中則主要由振蕩器以及放大電路發(fā)生。無論是電源和地平面上，照舊信號(hào)線自身上的這些滋擾都將會(huì)對(duì)系統(tǒng)的事景象成影響，別的還會(huì)發(fā)生輻射。

本文將重點(diǎn)接頭多層陶瓷電容器，包羅外貌貼裝和引腳兩種范例。接頭如何計(jì)較這些簡(jiǎn)樸器件的阻抗和插入損耗之間的彼此干系。文中還先容了一些改造型規(guī)格的測(cè)試，如引線電感和低頻電感，別的， 33UF 25V，還給出了等效電路模子。這些模子都是按照測(cè)得的數(shù)據(jù)導(dǎo)出的，還先容了相關(guān)的測(cè)試技能。針對(duì)差異的制造工藝，測(cè)試了這些寄生參數(shù)，并繪制出了相應(yīng)的阻抗曲線。

<STRONG>阻抗和插入損耗STRONG>

所幸的是，電容器還算簡(jiǎn)樸的器件。由于電容器是一個(gè)雙端口器件，故僅有一種要領(lǐng)與傳輸線并接。不要將該器件看作一只電容器，更容易的要領(lǐng)是將其看作為一個(gè)阻抗模塊。當(dāng)其與傳輸線并聯(lián)時(shí)，甚至可以將其視作為一個(gè)導(dǎo)納模塊(見圖1)。

 

圖1：將電容器視作為阻抗模塊。

 
這種毗連方法的ABCD參數(shù)可以暗示為：

 

然后，操作ABCD參數(shù)和散射(S)參數(shù)之間的干系，可以獲得插入損耗S21的幅度為：

 

式中，Z??=阻抗幅度

Z0=傳輸線阻抗

??=阻抗模塊的相角

有一些插入點(diǎn)可以來調(diào)查方程2。首先，對(duì)付一個(gè)高機(jī)能的陶瓷電容器來說，其相角在整個(gè)頻段中都很是靠近±90°，只有諧振點(diǎn)四周除外(見圖2)。

 

圖2：1000-pF陶瓷電容器的典范阻抗幅相特性。

 

已知±90°的余弦靠近0，故方程2可以被簡(jiǎn)化為：

 

故該相角可以被忽略，而且在絕大大都的頻譜上都能給出較好的功效。另一個(gè)很好的近似是當(dāng)Z0>>?Z??時(shí)，方程3可以被進(jìn)一步簡(jiǎn)化為：

 

作為一個(gè)例子， 220UF 25V，表1中給出了對(duì)一只1000-pF的旁路電容器測(cè)出的阻抗及由此計(jì)較出來的插入損耗。所有的插入損耗數(shù)據(jù)都基于50歐阻抗。如表中所給出，一旦電容器的阻抗開始增加到50歐，方程3將快速產(chǎn)生突變。

 

表1：1000-pF旁路電容器的阻抗和求得的插入損耗。

 

這些方程中的獨(dú)一問題就是需要知道一系列差異電容值的阻抗。

多層陶瓷電容器(MLCC)串聯(lián)模子

對(duì)付MLCC電容器來說，最簡(jiǎn)樸的(雖然也是最有效的)模子是串聯(lián)模子(見圖3)。

 

圖3：陶瓷電容器的等效串聯(lián)模子。

 

該模子給出了合用于絕大大都外貌貼裝MLCC的正確阻抗曲線。記著電容值將隨溫度和直流偏置而變革。等效串聯(lián)電阻(ESR)隨溫度、直流偏置和頻率變革，而等效串聯(lián)電感(ESL)卻根基保持穩(wěn)定。對(duì)阻抗來說，也許最重要的部門是諧振點(diǎn)，因?yàn)檫@是衰減最大的頻率。眾所周知，計(jì)較諧振頻率的公式是：

 

對(duì)付種種外貌貼裝的差異封裝的電感值，可以操作方程2中所描寫的丈量技能來計(jì)較。譬喻，假如系統(tǒng)中發(fā)生了800MHz的噪聲，隨后可以在PCB大將其定位到一個(gè)確定的區(qū)域。選擇一個(gè)標(biāo)稱容量為39pF的電容，并將其安裝到盡大概接近發(fā)生噪聲的處所，這對(duì)付減小EMI來說，將是最好的選擇。減小矩形芯片電感的一個(gè)有效方法就是改造芯片縱長(zhǎng)偏向端頭的設(shè)計(jì)。所選電容器的阻抗曲線如圖4所示。留意通過改變縱橫比，寄生電感減小了約莫50%，即從1200pH減小到600pH。這有效地偏移開了最大衰減點(diǎn)，故在操作這些器件來舉辦EMI濾波時(shí)只需緊記這一點(diǎn)。

 

圖4：兩只0.1 μF電容器的阻抗曲線較量。

 

低電感電容的最大利益表此刻數(shù)字電路退耦中。操作如下簡(jiǎn)樸的電感方程：

 

操作低電感芯片來低落電感，可以減小集成電路中開關(guān)時(shí)所發(fā)生的總電壓噪聲。

引腳電容器

引腳電容相對(duì)付外貌貼裝電容器，除了增加了引腳之外，其他并沒有什么差異。其等效模子與MLCC模子一樣，除了增加了引腳所發(fā)生的電感之外，見圖5。