問(wèn)：在電路設(shè)計(jì)過(guò)程中,要用電容來(lái)進(jìn)行濾波.有時(shí)要用電解電容,有時(shí)要陶瓷電容.有時(shí)兩種均要用到.我想問(wèn)一下:用電解電容的作用是什么?用普通陶瓷電容的作用是什么?如何計(jì)算其容量的???對(duì)于電解電容的耐壓又該如何選擇確定?
哪些情況用電解電容,哪些情況下用陶瓷電容,哪些情況下兩種均要用?
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答：
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濾波電容范圍太廣了，這里簡(jiǎn)單說(shuō)說(shuō)電源旁路（去藕）電容。
濾波電容的選擇要看你是用在局部電源還是全局電源。對(duì)局部電源來(lái)說(shuō)就是要起到瞬態(tài)供電的作用。為什么要加電容來(lái)供電呢？是因?yàn)槠骷?duì)電流的需求隨著驅(qū)動(dòng)的需求快速變化（比如DDR controller）,而在高頻的范圍內(nèi)討論，電路的分布參數(shù)都要進(jìn)行考慮。由于分布電感的存在，阻礙了電流的劇烈變化，使得在芯片電源腳上電壓降低－－也就是形成了噪聲。而且，現(xiàn)在的反饋式電源都有一個(gè)反應(yīng)時(shí)間－－也就是要等到電壓波動(dòng)發(fā)生了一段時(shí)間（通常是ms或者us級(jí)）才會(huì)做出調(diào)整，對(duì)于ns 級(jí)的電流需求變化來(lái)說(shuō)，這種延遲，也形成了實(shí)際的噪聲。所以，電容的作用就是要提供一個(gè)低感抗（阻抗）的路線(xiàn)，滿(mǎn)足電流需求的快速變化。
基于以上的理論，計(jì)算電容量就要按照電容能提供電流變化的能量去計(jì)算。選擇電容的種類(lèi)，就需要按照它的寄生電感去考慮－－也就是寄生電感要小于電源路徑的分布電感。
具體的說(shuō)明在很多書(shū)上都有。提供一個(gè)參考書(shū):high speed digital design ch8.2.
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討論問(wèn)題必須從本質(zhì)上出發(fā)。首先，可能都知道電容對(duì)直流是起隔離作用的，而電感器的作用則相反。所有的都是基于基本原理的。那這時(shí)，電容就有了最常見(jiàn)的兩個(gè)作用。一是用于極間隔離直流，有人也叫作耦合電容，因?yàn)樗綦x了直流，但要通過(guò)交流信號(hào)。直流的通路局限在幾級(jí)間，這樣可以簡(jiǎn)化工作點(diǎn)很復(fù)雜的計(jì)算，二是濾波?；旧暇褪沁@兩種。作為耦合，對(duì)電容的數(shù)值要求不嚴(yán)，只要其阻抗不要太大，從而對(duì)信號(hào)衰減過(guò)大即可。但對(duì)于后者，就要求從濾波器的角度出發(fā)來(lái)考慮，比如輸入端的電源濾波，既要求濾除低頻（如有工頻引起的）噪聲，又要濾除高頻噪聲，故就需要同時(shí)使用大電容和小電容。有人會(huì)說(shuō)，有了大電容，還要小的干什么？這是因?yàn)榇蟮碾娙?，由于極板和引腳端大，導(dǎo)致電感也大，故對(duì)高頻不起作用。而小電容則剛好相反。巨細(xì)據(jù)此可以確定電容量。而對(duì)于耐壓，任何時(shí)候都必須滿(mǎn)足，否則，就會(huì)爆炸，即使對(duì)于非電解電容，有時(shí)不爆炸，其性能也有所下降。講起來(lái)，太多了，先談這么多。
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都是濾波的作用，鋁電解電容容量比較大，主要用于慮除低頻干擾。容量大約為1mA電流對(duì)應(yīng)2～3μf，如過(guò)要求高的時(shí)候可以1mA對(duì)應(yīng)5～6μf。無(wú)極性電容用于慮除高頻信號(hào)。單獨(dú)使用的時(shí)候大部分是去藕用的。有時(shí)可以與電解電容并聯(lián)使用。陶瓷電容的高頻特性比較好，但是在某個(gè)頻率（大約是6MHz記不太清了）是容量下降的很快。
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電容的寄生電感主要包括內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的電感和引線(xiàn)電感。電解電容的寄生電感主要由內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定。印象中鋁電解電容在20～30k以上就表現(xiàn)除明顯的電感特性。鉭電容在1MHz左右。陶瓷電容的高頻特性就好很多。但是陶瓷電容有壓電效應(yīng)，不適于音頻放大電路的輸入和輸出。
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這是因?yàn)榇蟮碾娙?，由于極板和引腳端大，導(dǎo)致電感也大，故對(duì)高頻不起作用。而小電容則剛好相反。巨細(xì)據(jù)此可以確定電容量。而對(duì)于耐壓，任何時(shí)候都必須滿(mǎn)足，否則，就會(huì)爆炸，即使對(duì)于非電解電容，有時(shí)不爆炸，其性能也有所下降。
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濾波：器件供電時(shí)候并一個(gè)大容量電容和一個(gè)小容量電容，大的濾除低頻噪聲，小的濾除高頻噪聲去耦：串聯(lián)在電路隔離直流信號(hào)，通過(guò)交流信號(hào)
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其實(shí)電容除了，容量以外還有其他的參數(shù)，比如電容的耐壓，絕緣阻抗。還有一個(gè)重要的參數(shù)就是介質(zhì)損耗角的正切值，這個(gè)值的大小與使用電容的頻率有關(guān)，普通電容的高頻損耗值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于電解電容，所以一般來(lái)說(shuō)，高頻電路中不選用電解電容作為濾波器的。還有一個(gè)問(wèn)題就是一般來(lái)說(shuō)電解電容的容量比較大，薄膜電容的容量比較小，一般微法級(jí)以上的電容都是電解電容，薄膜電容即使能做到微法級(jí)的以上的話(huà)，封裝體積就很大了。
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出常見(jiàn)的電容器主要包括鋁薄膜電解電容器，鉭電解電容器、陶瓷電容器、紙介電容器；其中電解電容器主要用于整流濾波回路，頻率不能太高；鉭電容器用于集成電路電源濾波，濾除紋波效果明顯，紙介電容器價(jià)格便宜，容量1PF到千PF都有；陶瓷電容器用得比較多，價(jià)格低，容量范圍大；
電容器的選擇需要從容量、用途、耐壓、工作頻率幾個(gè)方面綜合考慮。
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我們是做小信號(hào)處理的，當(dāng)然濾波很重要，濾波分為電源濾波和信號(hào)的噪聲濾波。在電源濾波當(dāng)然電容大一點(diǎn)好再加上小電容濾一下更好，電解電容和鉭電解電容器容值就做得比較大一些。而小信號(hào)濾波還要考慮信號(hào)得頻率，選擇低ESR的陶瓷電容器比較好。具體的可以聯(lián)系我大家共同分析。QQ：315818710。 MSN:khhnxq@126.com
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最重要的是要熟悉各種電容器的頻率特性，然后根據(jù)你要濾波的頻率范圍選擇不同的電容，有時(shí)需要多個(gè)不同種類(lèi)的電容并聯(lián)。這種用于濾波的電容不需要做精確運(yùn)算。
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通常我們說(shuō)的通交流隔直流，可以通過(guò)這個(gè)公式來(lái)分析： 電路中電容的容抗Xc=1/2πf C ，其中f為信號(hào)的頻率，C為電容量的大小。 那么也就是說(shuō)，當(dāng)C不變時(shí)，頻率越高，容抗Xc越小，那么電流越大，信號(hào)越容易通過(guò)。那么為什么直流會(huì)被隔離呢？直流電平，相當(dāng)于f=0,這時(shí)候容抗Xc=無(wú)窮大，相當(dāng)于開(kāi)路，信號(hào)自然無(wú)法傳送過(guò)去了。 當(dāng)f不變時(shí)，C越大，容抗Xc越小，那么電流越大，信號(hào)越容易通過(guò)。這也就是為什么我們平時(shí)在選用電源濾波電容時(shí)，用uF級(jí)的電容來(lái)濾除幾十Hz的紋波，而用nF級(jí)的電容，來(lái)濾除幾十kHz的紋波。（uF*10Hz=nF*10kHz）
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簡(jiǎn)單的說(shuō),容量越大濾波效果越好,但是我們也知道,容量越大的電解電容,在頻率較高時(shí)就會(huì)呈感性(工藝原因)所以要并一個(gè)高頻陶瓷濾波電容,至于有人問(wèn)容量和賴(lài)壓是否可以選其一,我認(rèn)為容量小一點(diǎn)或許可以用,但耐壓小了你小心爆炸!!!!!!!
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