与《》相关：《隔直电容的选取》_优秀范文十篇
优秀范文《隔直电容的选取》日期：
范文一：隔直电容经常看到用一个电容做成的所谓的"隔直电路"，如图1。这是没真正理解隔直的含义的表现。电容可以实现隔直，这是中学生的理解水平，搞电子的人不应该停留在这个水平。经常看到用一个电容做成的所谓的"隔直电路"，如图1。这是没真正理解隔直的含义的表现。电容可以实现隔直，这是中学生的理解水平，搞电子的人不应该停留在这个水平。这世界上并不存在绝对的"隔直流通交流"的电路。试问直流和交流的界限何在？1Hz 是交流，0.1Hz 是交流......无穷小的频率仍然是交流！无穷小频率的交流跟直流怎么区分？所谓隔直电路的本质是截止频率比较低的高通滤波器，如此而已！那么高通滤波器的结构是什么样的？最简单的 RC 高通滤波器也是一个电容串联一个电阻，如图2。哪有一个电容就能工作的高通滤波器？也许某些隔直电路看起来只有一个电容，那是因为电容后面的负载本身有一定的输入等效电阻。如果后面是运放的高阻输入端，仅仅用一个电容就是错误的设计了。这种电路，不仅无法隔直，而且运放的输入偏置电流在电容上逐渐积分，最终会导致电容两端积累过高的电压致使运放输入电压超出正常的共模输入范围。因此，有人把这个电阻的作用解释为"直流泄放电阻"，当然不能算错。但这种理解仍有隔靴搔痒的感觉，最根本的原因就是：这个电阻是高通滤波器的两个必要元件之一！即使后面的电路绝对没有偏置电流，这个电阻仍然不能少。如果后面的运放没有偏置电流，也没有输入电阻，这个电阻就变成了电容 C1 与运放输入电容 Ci 分压的电路。由于 C1 >> Ci，在上电过程中，输入电平通过 C1 对 Ci 充电，将会有运放的输入电压 IN1 ～ IN。显然，直流信号通过了电容 C1，根本没发生什么"隔直"事件！ ------------------------------------------------- 问题在哪呢？ "因此，有人把这个电阻的作用解释为"直流泄放电阻"，当然不能算错。但这种理解仍有隔靴搔痒的感觉，最根本的原因就是：这个电阻是高通滤波器的两个必要元件之一！"是不是这样？非也。 R1 作为"直流泄放电阻"肯定没有问题。就是说，R1可以防止运放偏置电流积分而饱和。而R1要作为高通滤波的必要元件就勉强了。正巧，lzjnytttt出来反顶一下，我们两个持不同意见者几乎"同时出现"来了，请大家仔细端详，有一定道理否： ----------------------------------------- lzjnytttt 发表于
21:49 技术交流 ←返回版面 反顶一下！是不是可以这样理解？ 是不是可以这样理解：其实电容所谓的通交流，需要一端接地才能体现所谓的通（实际上在电容极板间没有电流通过），而直接与运放相连，运放的输入阻抗非常大，对电容这端就没有了地的呼应，所以图一是错误的。图二提供了电阻这个电容与地之间的通道，所以是正确的，但是电阻非常大之后，高通的效果是不是也不好了？ lzjnytttt 发表于
21:54 技术交流 ←返回版面 是不是可以这样理解？ 以前对电容的通电流一直不太理解。今天这个问题是不是可以这样理解： 1。电容的通交流实际上需要有地的呼应。 2。图一的运放输入阻抗无穷大，使电容缺少了地的呼应，所以错。 3。图二的电阻如果非常大的话，那么这个电容的高通效果是不是将变差？ --------------------------------------------------- 如果后面的运放没有偏置电流，也没有输入电阻，这个电阻就变成了电容 C1 与运放输入电容 Ci 分压的电路。由于 C1 >> Ci，在上电过程中，输入电平通过 C1 对 Ci 充电，将会有运放的输入电压 IN1 ～ IN。显然，直流信号通过了电容 C1，根本没发生什么"隔直"事件！ ----这时过去的是直流信号吗？纵然是，也是"上"电的电，也不是信号的"电"，上电结束后，后面的故事是什么？ ------------------------------------- 我初步认为： R1，包括运放输入电阻Ri，要说直到滤波电阻的作用，应当和上一级的输出阻抗一起产生作用，而不是由R1自己单独起作用。一般地，R1的选择，要考虑运放偏置电流的大小，不能随意选择，否则，选得太大，达不到泄放电流的目的，太小，输入输入阻抗又偏低，要综合考虑。 -------------------------------------- 频率问题，个人认为也有点不妥，后面讨论。 ------------------------------------------------------------------------------------ 首先，我必须承认我的第一篇帖子举的例子有问题，导致这么多争论。我的本意是解释隔直电路的问题，但额外引入了运放输入偏置电流的问题，作为解释概念的文章，这样是不合适的。解释基本概念就应该尽可能简化问题，避免不必要的牵连。这对我可算一个有益的教训，感谢 lm7556 网友的提醒。 我重新系统表述我对隔直电路问题的理解，问题本身的讨论已经显得有些过分了，如果我下面的论证思路能对初学者有所启示，也就够了。 1. 基本概念 所有讨论的基础概念：直流信号。（说明：这里的直流特指"恒定直流"，不要忘了，脉动直流也是直流。） 1.1. 加窗的直流信号 有人想的很简单化：恒定就是不随时间发生任何改变。其实没有这么简单，许多概念一旦绝对化就会带来无法解决的悖论——如果非要说某个信号 s "绝对恒定"，那就应该是： s = 某个常量， t=-∞→+∞ 这实际上是不可能的，连宇宙本身都可能是有限的。这种讨论会把技术讨论变成哲学甚至玄学讨论，这就是概念绝对化的后果。 因此，实际存在的直流信号一定是"有始有终"的"加窗信号"，即一个足够宽的方波脉冲（实际还是梯形波）。有网友说"上电瞬间的直流不是直流，因为它包含了丰富的高频分量"，也是同样的问题。"上电瞬间的直流"实际上是阶跃过程。但如果没有这个"起点"，所有电路中的直流信号恐怕都只能是 0！ 问题的根源：过渡态分析和稳态分析不能混为一谈！在稳态分析中，我们可以用"绝对"的恒定直流概念。因为稳态分析本身就是具有理想性质的。而在过渡态，根本就不能用"恒定直流"这个概念——这是我们前面犯的一个严重错误。 1.2. 过渡过程：隔直电路的"直"之一 暂且不论低频交流能否看作直流的问题。隔直电路的"直"至少应该既包括"绝对的恒定直流"，也包括上电过程的阶跃信号。否则，这个所谓的"隔直电路"根本没有任何意义。因为实际电路不可能只有稳态，没有过渡态（除非你的电路比宇宙还古老）。 1.3. 缓变信号（极低频交流信号）：隔直电路的"直"之二 有人说缓变信号和极低频交流信号都不是（恒定）直流。简直正确的成了废话。我前面说直流包括缓变信号和极低频交流信号的确是误导。 但是，如果隔直电路前级存在缓变的直流漂移，应不应该隔离？理论上不必须，但实践中必须。因为就连电源都会有缓变，不隔离怎么行？因此，虽然缓变信号和极低频交流信号都不是（恒定）直流，但隔直电路的"直"却往往应该包括它们。 1.4. 滤波器的过渡带：隔直电路的"直"之三 上面说隔直电路应该隔离缓变信号和低频交流，是从需求的角度说的。从可行性角度，也只能如此。 所谓"只隔直流，不隔交流"的幅频特性，就是 f=0 时增益 A=0，f>0 时 A=常量。这根本是个不连续函数，怎么可能实现？更不用说滤波器的过渡带不可能垂直。 2. "正确"隔直电路的分析 图 1 的电路是一个 HPF，能实现隔直功能（暂且不论其它电路能否），这没有疑问。 为了简化问题，这里没考虑负载效应，因为实践中应该保证负载电阻远大于 RL，负载电容足够小。 如果将 R 换成电感 L，也是 HPF（二阶），并且也是隔直电路。本文姑且只考虑 RC 电路。 3. "错误"隔直电路的分析 问题：假设隔直电路只用一个电容 C，如图 2，能实现隔直吗？ 我们分三步讨论。3.1. 假设 C 为理想电容，不考虑负载效应 此时的电容为一端悬空，其两端电压为： VC = VIN - VOUT 电流为： i ≡ 0 所以其两端电压 VC 永远不会变： dV = 1/C * di/dt => dV ≡ 0 如果令初始条件 VC(0)=0（先短路一下即可），则 VC ≡ 0 VOUT ≡ VIN 不论 VIN 是什么信号，上式都成立。 结论：无法隔直。 3.2. 假设 C 为理想电容，考虑负载效应 考虑 CL。 假设 VIN(0)=VC(0)=0： VOUT = VIN * k 其中 k 为分压比（C,CL的函数，公式就懒得写了） 结论：无法隔直。 考虑 RL。 C 和 RL 构成了 HPF。可以隔直。但此时的图 2 实际上已经变成了图 1。 实践中，如果 RL 是运放的输入电阻之类，考虑到其不稳定性，不提倡用 RL 代替 R。 3.3. 考虑电容漏电流和负载效应 此时分析起来比较复杂，但是也没必要仔细分析。因为漏电流是不稳定因素，不应该指望依靠它把不能工作的电路变成能工作的。四、关于隔直电路的总结 综合二、三： 1. 有 R 的电路能实现隔直 2. 没有 R 的电路不能实现隔直，或者不能实现稳定的隔直 3. 基本隔直电路只是"直流增益为 0"的高通滤波器（HPF）的代名词 由 3.2 还可以看出，隔直电容起作用的充要条件是上电后其两端电压要发生变化： 令3.2 的初始条件 VC(0)=0，上电前： VC(0-) = VIN(0-) = VOUT(0-) = 0 如果要隔直，当输入为阶跃信号： VIN(t) = VIN(0+) = 常数, t > 0 必须有： VOUT(t) = 0, t > t1 其中 t1 表示足够长的过渡时间。于是 VC(t) = VIN(t) - VOUT(t) = VIN(0+) 电容两端电压变化量： ΔVC = VC(0+) - VC(0-) = VIN(0+) 为产生 ΔVC，必须有电流流过 C。而电阻 R 的作用之一正是在过渡过程提供电流途径，给电容提供电荷： ΔQ = C * ΔVC 这正是过渡过程令人迷惑的奥秘所在。五、相关问题 5.1. 运放输入偏置电阻 如果 RC 隔直电路后级为运放同相端，如图 3，R 将"兼具"运放输入偏置电阻的职能。因为例子选择不当，为说明隔直，我以前的帖子无意中贬低了这种职能，是不对的。应该说：此时的 R 具有双重必要性。 5.2. 器件参数选取 既然实际电路存在过渡过程和低频漂移之类因素，HFP 的截止频率 fL=2*pi/RC 不能太低。根据需要，也许某些场合 fL = 1Hz 就可以了，某些场合可能需要 fL > 50Hz（顺便滤工频，但此时这个电路已经不再是"作为隔直电路的 HPF"，而是"具有隔直功能的 HPF"）。 如果后级为运放，还必须考虑运放的需求——不是简单的输入偏置电阻。 1) 为偏置电流 IIB 提供通路，并满足一定的直流误差 VERR = IIB * R - VOS < VERR(max) 2) 噪声阻抗匹配 源阻抗影响运放电路的噪声，必须根据具体运放特性选取。例如，对于 OP27 之类，R < 1kohm；对于 OP07/OP177 之类，R < 50kohm；对于 FET 输入运放，R 甚至可以达到 Mohm。 对于电容，要求高的场合可能必须用无极性电容，此时一般 C <= 1uF，这也是重要的选择原则。此外，还需要考虑电容的温度特性、频率特性。 5.3. 电容极间电流（忽略漏电流） 当电流通过电容时，电容极间的"空间"（介质）也有电流流过。这个电流不是实际载流子的运动，而是空间位移电流（可能有些不易理解）。对于电容极间，KCL 依然成立。 5.4. 我为什么要强调 HPF 对于具体电路，不明白这点也许无碍。对于但建立正确的数学模型能力，是"熟练工"与"工程师"的重要区别。对于图 3 的简单情形，也许因为知道要用偏置电阻，所以用了 R，无意中也用了 HPF 电路的 R。但换了个复杂电路又如何？我原意只是举个简单例子提醒初学者不要停留在想当然的阶段。搞成这么热闹的讨论，实出意外。讨论了这么长时间，也许收获最大的正是我自己。这也正说明了 BBS 上的一个道理：敢于发表自己的观点，不要怕错。本文来自：我爱研发网() - R&D大本营详细出处：/Blog/Detail_RD.Blog_zyw3.html 一般情况下，隔直电容的大小与频率有什么关系？如在1G时应该用多大的电容？10G呢？请高手指点。 -------------------------------------------------------------------------------- yuangq Post at
8:16:00所谓的隔直电容就是跟电阻R构成一个高通滤波器，根据电抗X=1/WC，当X>=R时的频率差不多不能完全通过电容C，可以计算出能通过的频率，但是对于数字信号，最高频率要以信号的上升时间计算。[br]+3 RD币 本文来自：我爱研发网() - R&D大本营详细出处：/bbs/Archive_Thread.asp?SID=6836&TID=1隔直电容的作用就是在信号链路上加入一个电容。从直流来看，该电容是要将信号中的直流成分去除，但是从交流来看，该电容最好不要对电路产生影响，也就是该电容等效的容抗要越小越好。一般在击败兆是用1n~20n的都可以。但每个电容都有其使用频率限制，该限制来源于电容封装引入的寄生电感，因此每个电容都会在一定频率内谐振，选取的电容越大，谐振频率越低，因此也限制了片外分立元件的应用。10G算是微波了，如果是1p的电容，寄生电感为1n，此时的谐振频率约为5G，因此在10G时1p的电容已经呈现电感特性了。隔直也就失去了意义。[br]+5 RD币 -------------------------------------------------------------------------------- guyuehoo Post at
12:43:00这么高的频率，隔直真的很有问题，电容已经呈现感性了，L,那么它的阻抗是JWL，要是这个值很大，那它会降低输入时的信号电压。比如我上次在电压通路中加入一个51欧姆的电阻，电流是10ma，那么这个电阻的压降为51*10ma＝510MV，因此这个电压的下降对数字芯片的工作是很有问题的，因为5V工作的数字芯片的最低工作电压是4,5V，因此对这个隔直电容要格外小心。还是具体的看最终输出信号变形程度以及电压下降情况。[br]+5 RD币 -------------------------------------------------------------------------------- mwplayer Post at
11:34:00 隔直电容的作用就是在信号链路上加入一个电容。从直流来看，该电容是要将信号中的直流成分去除，但是从交流来看，该电容最好不要对电路产生影响，也就是该电容等效的容抗要越小越好。一般在击败兆是用1n~20n的都可以。但每个电容都有其使用频率限制，该限制来源于电容封装引入的寄生电感，因此每个电容都会在一定频率内谐振，选取的电容越大，谐振频率越低，因此也限制了片外分立元件的应用。10G算是微波了，如果是1p的电容，寄生电感为1n，此时的谐振频率约为5G，因此在10G时1p的电容已经呈现电感特性了。隔直也就失去了意义。_____________________________________________________________________________________________ 很外行的话. 这个所谓的"隔直电容" 当然是对的, 量上的确定是由这个电容前后的电路网络来确定的, 与频率的高低无直接的联系. 请各位注意这句话, 中国的教课书里是错误连篇, 误导了很多人![br]+5 RD币 -------------------------------------------------------------------------------- 流星 Post at
10:17:00以下是引用yuangq在 8:16:54的发言：所谓的隔直电容就是跟电阻R构成一个高通滤波器，根据电抗X=1/WC，当X>=R时的频率差不多不能完全通过电容C，可以计算出能通过的频率，但是对于数字信号，最高频率要以信号的上升时间计算。 +3 RD币 所谓的隔直电容就是跟电阻R构成一个高通滤波器，此话差异。隔直电容与rc无源滤波器中的电容不是对等的。比如在信号链上的电容目的可能仅仅是为了把前后两级网络分开。rc却是为了选频。[br]+3 RD币 -------------------------------------------------------------------------------- nini Post at
20:57:00一般在1G，隔直电容为10P，对吗？ -------------------------------------------------------------------------------- miaoying1980 Post at
23:58:001G 左右的隔直电容为200P-820P均可。2GHz是多用100P-56P不等，具体也没有什么严格的界限[br]+1 RD币 -------------------------------------------------------------------------------- 流星 Post at
9:35:00以下是引用miaoying1980在 23:58:58的发言： 1G 左右的隔直电容为200P-820P均可。2GHz是多用100P-56P不等，具体也没有什么严格的界限 按照x=1/wc 如果用200到820p的。电抗为 0.7961ohms到0。004是不是太小/这样如何能够隔直流？我感觉应该在大一个数量级。[em10][br]+3 RD币 -------------------------------------------------------------------------------- zbydxy Post at
15:35:00以下是引用流星在 9:35:16的发言： 按照x=1/wc 如果用200到820p的。电抗为 0.7961ohms到0。004是不是太小/这样如何能够隔直流？我感觉应该在大一个数量级。[em10] +3 RD币 用1/wc这个公式计算得到的是在频率为w时的电容的电抗，这个电抗是当然越小越好了，它有利于交流信号的通过，当考虑隔直时，由于直流的频率为0，因此，对直流而言，电容的电抗是无穷大，当然把直流给“隔”掉了。在考虑直流问题时不能用1/wc来计算电抗的。[br]+3 RD币 -------------------------------------------------------------------------------- celvar Post at
11:00:00 以下是引用miaoying1980在 23:58:58的发言： 1G 左右的隔直电容为200P-820P均可。2GHz是多用100P-56P不等，具体也没有什么严格的界限 按照x=1/wc 如果用200到820p的。电抗为 0.7961ohms到0。004是不是太小/这样如何能够隔直流？我感觉应该在大一个数量级。不管电容大小本来就有隔直的作用，我同意第9楼。隔直电容对交流来说就是要小一点的好。但是同是对我们不想要的频率的阻值要大。[br]+3 RD币 -------------------------------------------------------------------------------- filter168 Post at
14:44:00用微波电容，1G时，用47P或者51P的微波电容，2G时，22P就够了[br]+3 RD币 -------------------------------------------------------------------------------- ayuyu Post at
12:58:00我有些微波频段的经验，拿出来共享。在10GHz时，普通的小容值电容都不可用了，通常的电容是多层陶瓷结构，到微波频段分布参数很难估计。会用到Thin Film技术的电容，他的q值和自谐振频率很高。成本较高。 但是更常用的隔直电容是微带线制成，他利用微带耦合线的原理，这种电容效果很好可以到倍频程衰减都还很小。特点是成本低，带宽好。而微波去偶电容也是用微带线设计有扇形，有方形，尺寸和工作频率紧密相关。[br]+5 RD币 -------------------------------------------------------------------------------- youyou0910 Post at
10:42:00隔直电容只要考虑交流信号能很好的通过就可以了，对支流而言，不管什么电容都可以隔断。-------------------------------------------------------------------------------- homey Post at
23:39:00隔直电容一般用在低频电路较多，如音频回路。选取电容值还要有技巧，对有用信号是低阻，对noise是高阻。而对于RF来说，在回路上串联电容，就要考虑RF电路的一个基本概念：匹配！[br]+3 RD币-------------------------------------------------------------------------------- john_li Post at
7:22:00For this case,we always trade off Z(1/jwc) and SFR -------------------------------------------------------------------------------- ADS2005A Post at
13:41:00在10GHz时，普通的小容值电容都不可用了，通常的电容是多层陶瓷结构，到微波频段分布参数很难估计。会用到Thin Film技术的电容，他的q值和自谐振频率很高。成本较高。 这个讲的很好，大家要注意的一点是电容在不同的频率下表现出来的容抗＆感抗是不同的，大家在这种RF /MW频段，选择电容一定要看datasheet，一般有专门的RF电容供使有，10G是MW，refer to RF design guide 如果是1p的电容，寄生电感为1n，此时的谐振频率fo约为5G，因此在10G时1p的电容已经呈现电感特性了。隔直也就失去了意义还有一点一般情况下我们选择电容时候，是按照C=1/f 来选择的，[br]+5 RD币 -------------------------------------------------------------------------------- cocolanut Post at
23:35:00以前看到别人说的经验公式 ：c=1/(2*5*3.14*frequency) 后来看到一器件手册上说c>1/(30*f) f为要通过的最低频率，其实他俩是一样的。前几天，100khz信号用0.01uf的电容测的输出为-5dbm,换成0.1uf的，输出为5dbm了，看来还是有道理的。[br]+3 RD币 -------------------------------------------------------------------------------- henyihgjuan Post at
9:37:00以下是引用nini在 20:57:43的发言：一般在1G，隔直电容为10P，对吗？ 这个没有所谓对与不对的问题，我做过一个几百M的ampilifier，用模拟的时候软件计算出来也就相当于理论上只有几十p，但在实际lay板子出来测试，gain达不到所要的值，也就是它在隔直的同时把power loss掉了，后来我把它tune成0.1u，gain有明显提升。所以实际做时和理论上是有很大差异的。[br]+3 RD币 -------------------------------------------------------------------------------- rf1234 Post at
18:16:00耦合电容更确切，除满足x=1/wc 之外，频率太高时要考虑q值，要用q值高的微波电容[br]+1 RD币 -------------------------------------------------------------------------------- sccdtiger Post at
14:53:00隔直电容大小的取值f在100MHz左右 C取1nFf在400MHz左右 C取100pFf在1.2GHZ左右 C取10pFf在2.5GHz左右 C取5pFf在10GHz左右 C取1到2pF旁路电容大小的取值f在100MHz左右 C取1nFf在400MHz左右 C取100pFf在1.2GHZ左右 C取10pFf大于2GHz 采用陶瓷微波芯片电容 [br]+3 RD币-------------------------------------------------------------------------------- andychen Post at
23:18:00应该就是在一个范围内的把估计不是一个定直
-------------------------------------------------------------------------------- fly_chen Post at
14:34:00说了那么多怎么没有一个说出了到底应该怎么确定一个隔直电容得值？[em03] -------------------------------------------------------------------------------- wangPA Post at
0:19:00理论计算电容值没多大的用,实际电容具体封装不同使用的频段也不一样。建议用网络分析仪测试电容的参数,仿真的时候把S参数带入即可.如果仅仅是为了隔直而不希望电容参与匹配，只需在所需的平频段内S21的幅度接近0db,S11接近smith园的中间点即可。我们一般在900MHz用33P左右隔直，2000MHz用10p左右，其它频段没用过也没做过测试。同理RFC电感的选择也可以用测试的方法来确定。[br]+3 RD币 -------------------------------------------------------------------------------- zhangm Post at
10:28:00微波去耦电容也是用微带线设计有扇形，有方形，尺寸和工作频率相关。本文来自：我爱研发网() - R&D大本营详细出处：/bbs/Archive_Thread.asp?SID=6836&TID=1
范文二：电容的选取电容的选取
问到了关于滤波电容时，为什么滤高频选择小电容而滤低频选择大电容的问题，面试官当时说从理论上讲电容的阻抗为1/jwC,对于高频信号，明显电容越大阻抗越小，这样不是更有利于滤掉高频信号吗？由于以前没有考虑过这个问题，所以当时也没打上来，今天在网上查了些资料，所以根据自己的理解总结下。实际的电容由于存在电感效应通常需要等效成一个电容、一个电感和一个电阻的串联形式，如下图所示：电源滤波主要利用电容的隔直流、通交流的特性，干扰信号的频率越靠近电容的自谐振频率，干扰信号越容易被电容彻底过滤掉。大容值的电容通常具有较大的等效电感，因而其自谐振频率较小，所以比较适合用于滤除低频干扰噪声；小容值的电容通常等效电感也较小，因此自谐振频率较大，所以适合用于滤除高频干扰噪声。独石电容、纸介电容、电解电容、低频瓷介(也称为铁电电容)、涤纶电容(一般是容量较大，体积较小)，因介质损耗大，不适用于高、中频电路，可用于低频、电源滤波等电路中；云母电容、聚苯乙烯电容、高频瓷介、空气介质电容等(一般是容量较小，相对体积较大)，介质损耗小，适合在高频、中频电路中使用。经过整流桥以后的是脉动直流，波动范围很大。后面一般用大小两个电容，大电容用来稳定输出，众所周知电容两端电压不能突变，因此可以使输出平滑，小电容是用来滤除高频干扰的，使输出电压纯净，电容越小，谐振频率越高，可滤除的干扰频率越高容量选择：（1）大电容,负载越重，吸收电流的能力越强，这个大电容的容量就要越大（2）小电容，凭经验，一般104即可1、电容对地滤波，需要一个较小的电容并联对地，对高频信号提供了一个对地通路。2、电源滤波中电容对地脚要尽可能靠近地。3、理论上说电源滤波用电容越大越好，一般大电容滤低频波,小电容滤高频波。4、可靠的做法是将一大一小两个电容并联,一般要求相差两个数量级以上,以获得更大的滤波频段.具体案例:1、AC220-9V再经过全桥整流后，需加的滤波电容是多大的？ 再经78LM05后需加的电容又是多大？前者电容耐压应大于15V，电容容量应大于2000微发以上。 后者电容耐压应大于9V，容量应大于220微发以上。2、有一电容滤波的单相桥式整流电路，输出电压为24V，电流为500mA，要求：（1）选择整流二极管；（2）选择滤波电容；（3）另：电容滤波是降压还是增压？答：（1）因为桥式是全波，所以每个二极管电流只要达到负载电流的一半就行了，所以二极管最大电流要大于250mA；电容滤波式桥式整流的输出电压等于输入交流电压有效值的1.2倍，所以你的电路输入的交流电压有效值应是20V，而二极管承受的最大反压是这个电压的根号2倍，所以，二极管耐压应大于28.2V。（2）选取滤波电容：1、电压大于28.2V；2、求C的大小：公式RC≥（3--5）×0.1秒，本题中R=24V/0.5A=48欧所以可得出C≥（0.04）F，即C的值应大于6250μF。（3）电容滤波是升高电压。滤波电容的选用原则在电源设计中,滤波电容的选取原则是:
C≥2.5T/R其中: C为滤波电容,单位为UF;T为频率, 单位为HzR为负载电阻,单位为Ω当然,这只是一般的选用原则,在实际的应用中,如条件(空间和成本)允许,都选取C≥5T/R..滤波电容的大小的选取PCB制版电容选择印制板中有接触器、继电器、按钮等元件时．操作它们时均会产生较大火花放电，必须采用RC吸收电路来吸收放电电流。一般R取1~2kΩ，C取2.2~4.7μF一般的10PF左右的电容用来滤除高频的干扰信号,0.1UF左右的用来滤除低频的纹波干扰,还可以起到稳压的作用。
滤波电容具体选择什么容值要取决于你PCB上主要的工作频率和可能对系统造成影响的谐波频率，可以查一下相关厂商的电容资料或者参考厂商提供的资料库软件，根据具体的需要选择。至于个数就不一定了，看你的具体需要了，多加一两个也挺好的，暂时没用的可以先不贴，根据实际的调试情况再选择容值。如果你PCB上主要工作频率比较低的话，加两个电容就可以了，一个虑除纹波，一个虑除高频信号。如果会出现比较大的瞬时电流，建议再加一个比较大的钽电容。其实滤波应该也包含两个方面，也就是各位所说的大容值和小容值的，就是去耦和旁路。原理我就不说了，实用点的，一般数字电路去耦0.1uF即可，用于10M以下；20M以上用1到10个uF，去除高频噪声好些，大概按C=1/f 。旁路一般就比较的小了，一般根据谐振频率一般为0.1或0.01uF。说到电容，各种各样的叫法就会让人头晕目眩，旁路电容，去耦电容，滤波电容等等，其实无论如何称呼，它的原理都是一样的，即利用对交流信号呈现低阻抗的特性，这一点可以通过电容的等效阻抗公式看出来：Xcap=1/2лfC，工作频率越高，电容值越大则电容的阻抗越小。在电路中，如果电容起的主要作用是给交流信号提供低阻抗的通路，就称为旁路电容；如果主要是为了增加电源和地的交流耦合，减少交流信号对电源的影响，就可以称为去耦电容；如果用于滤波电路中，那么又可以称为滤波电容；除此以外，对于直流电压，电容器还可作为电路储能，利用冲放电起到电池的作用。而实际情况中，往往电容的作用是多方面的，我们大可不必花太多的心思考虑如何定义。本文里，我们统一把这些应用于高速PCB设计中的电容都称为旁路电容。电容的本质是通交流，隔直流，理论上说电源滤波用电容越大越好。但由于引线和PCB布线原因，实际上电容是电感和电容的并联电路，还有电容本身的电阻，有时也不可忽略）这就引入了谐振频率的概念：ω=1/(LC)1/2在谐振频率以下电容呈容性，谐振频率以上电容呈感性。因而一般大电容滤低频波，小电容滤高频波。这也能解释为什么同样容值的STM封装的电容滤波频率比DIP封装更高。至于到底用多大的电容，这是一个参考电容谐振频率电容值
STM (MHz)1.0μF
1.6(GHz)不过仅仅是参考而已，用老工程师的话说——主要靠经验。更可靠的做法是将一大一小两个电容并联，一般要求相差两个数量级以上，以获得更大的滤波频段。一般来讲，大电容滤除低频波，小电容滤除高频波。电容值和你要滤除频率的平方成反比。具体电容的选择可以用公式C=4Pi*Pi /(R * f * f )电源滤波电容如何选取，掌握其精髓与方法，其实也不难。1）理论上理想的电容其阻抗随频率的增加而减少(1/jwc),但由于电容两端引脚的电感效应,这时电容应该看成是一个LC串连谐振电路,自谐振频率即器件的FSR参数,这表示频率大于FSR值时,电容变成了一个电感,如果电容对地滤波,当频率超出FSR后,对干扰的抑制就大打折扣,所以需要一个较小的电容并联对地,可以想想为什么?原因在于小电容,SFR值大,对高频信号提供了一个对地通路,所以在电源滤波电路中我们常常这样理解:大电容虑低频,小电容虑高频,根本的原因在于SFR(自谐振频率)值不同,当然也可以想想为什么?如果从这个角度想,也就可以理解为什么电源滤波中电容对地脚为什么要尽可能靠近地了。2)那么在实际的设计中,我们常常会有疑问,我怎么知道电容的SFR是多少?就算我知道SFR值,我如何选取不同SFR值的电容值呢?是选取一个电容还是两个电容?电容的SFR值和电容值有关,和电容的引脚电感有关,所以相同容值的,或直插式电容的SFR值也不会相同,当然获取SFR值的途径有两个：1)器件Data sheet,如22pf0402电容的SFR值在2G左右, 2)通过网络分析仪直接量测其自谐振频率,想想如何量测?S21?知道了电容的SFR值后,用软件仿真,如RFsim99,选一个或两个电路在于你所供电电路的工作频带是否有足够的噪声抑制比.仿真完后,那就是实际电路试验,如调试手机接收灵敏度时,LNA的电源滤波是关键,好的电源滤波往往可以改善几个dB
范文三：有关隔直电容的大讨论有关隔直电容的大讨论 ( 18:04) 经常看到用一个电容做成的所谓的"隔直电路"，如图1。这是没真正理解隔直的含义的表现。电容可以实现隔直，这是中学生的理解水平，搞电子的人不应该停留在这个水平。 经常看到用一个电容做成的所谓的"隔直电路"，如图1。这是没真正理解隔直的含义的表现。电容可以实现隔直，这是中学生的理解水平，搞电子的人不应该停留在这个水平。这世界上并不存在绝对的"隔直流通交流"的电路。试问直流和交流的界限何在？1Hz 是交流，0.1Hz 是交流......无穷小的频率仍然是交流！无穷小频率的交流跟直流怎么区分？所谓隔直电路的本质是截止频率比较低的高通滤波器，如此而已！那么高通滤波器的结构是什么样的？最简单的 RC 高通滤波器也是一个电容串联一个电阻，如图2。哪有一个电容就能工作的高通滤波器？ 也许某些隔直电路看起来只有一个电容，那是因为电容后面的负载本身有一定的输入等效电阻。如果后面是运放的高阻输入端，仅仅用一个电容就是错误的设计了。这种电路，不仅无法隔直，而且运放的输入偏置电流在电容上逐渐积分，最终会导致电容两端积累过高的电压致使运放输入电压超出正常的共模输入范围。 因此，有人把这个电阻的作用解释为"直流泄放电阻"，当然不能算错。但这种理解仍有隔靴搔痒的感觉，最根本的原因就是：这个电阻是高通滤波器的两个必要元件之一！即使后面的电路绝对没有偏置电流，这个电阻仍然不能少。如果后面的运放没有偏置电流，也没有输入电阻，这个电阻就变成了电容 C1 与运放输入电容 Ci 分压的电路。由于 C1 >> Ci，在上电过程中，输入电平通过 C1 对 Ci 充电，将会有运放的输入电压 IN1 ～ IN。显然，直流信号通过了电容 C1，根本没发生什么"隔直"事件！ -------------------------------------------------问题在哪呢？"因此，有人把这个电阻的作用解释为"直流泄放电阻"，当然不能算错。但这种理解仍有隔靴搔痒的感觉，最根本的原因就是：这个电阻是高通滤波器的两个必要元件之一！"是不是这样？非也。 R1 作为"直流泄放电阻"肯定没有问题。就是说，R1可以防止运放偏置电流积分而饱和。而R1要作为高通滤波的必要元件就勉强了。正巧，lzjnytttt出来反顶一下，我们两个持不同意见者几乎"同时出现"来了，请大家仔细端详，有一定道理否： -----------------------------------------lzjnytttt 发表于
21:49 技术交流 ←返回版面 反顶一下！是不是可以这样理解？ 是不是可以这样理解：其实电容所谓的通交流，需要一端接地才能体现所谓的通（实际上在电容极板间没有电流通过），而直接与运放相连，运放的输入阻抗非常大，对电容这端就没有了地的呼应，所以图一是错误的。图二提供了电阻这个电容与地之间的通道，所以是正确的，但是电阻非常大之后，高通的效果是不是也不好了？ lzjnytttt 发表于
21:54 技术交流 ←返回版面 是不是可以这样理解？ 以前对电容的通电流一直不太理解。今天这个问题是不是可以这样理解：1。电容的通交流实际上需要有地的呼应。2。图一的运放输入阻抗无穷大，使电容缺少了地的呼应，所以错。3。图二的电阻如果非常大的话，那么这个电容的高通效果是不是将变差？---------------------------------------------------如果后面的运放没有偏置电流，也没有输入电阻，这个电阻就变成了电容 C1 与运放输入电容 Ci 分压的电路。由于 C1 >> Ci，在上电过程中，输入电平通过 C1 对 Ci 充电，将会有运放的输入电压 IN1 ～ IN。显然，直流信号通过了电容 C1，根本没发生什么"隔直"事件！ ----这时过去的是直流信号吗？纵然是，也是"上"电的电，也不是信号的"电"，上电结束后，后面的故事是什么？-------------------------------------我初步认为：R1，包括运放输入电阻Ri，要说直到滤波电阻的作用，应当和上一级的输出阻抗一起产生作用，而不是由R1自己单独起作用。一般地，R1的选择，要考虑运放偏置电流的大小，不能随意选择，否则，选得太大，达不到泄放电流的目的，太小，输入输入阻抗又偏低，要综合考虑。--------------------------------------频率问题，个人认为也有点不妥，后面讨论。 ------------------------------------------------------------------------------------首先，我必须承认我的第一篇帖子举的例子有问题，导致这么多争论。我的本意是解释隔直电路的问题，但额外引入了运放输入偏置电流的问题，作为解释概念的文章，这样是不合适的。解释基本概念就应该尽可能简化问题，避免不必要的牵连。这对我可算一个有益的教训，感谢 lm7556 网友的提醒。我重新系统表述我对隔直电路问题的理解，问题本身的讨论已经显得有些过分了，如果我下面的论证思路能对初学者有所启示，也就够了。 1. 基本概念 所有讨论的基础概念：直流信号。（说明：这里的直流特指"恒定直流"，不要忘了，脉动直流也是直流。） 1.1. 加窗的直流信号 有人想的很简单化：恒定就是不随时间发生任何改变。其实没有这么简单，许多概念一旦绝对化就会带来无法解决的悖论——如果非要说某个信号 s "绝对恒定"，那就应该是： s = 某个常量， t=-∞→+∞这实际上是不可能的，连宇宙本身都可能是有限的。这种讨论会把技术讨论变成哲学甚至玄学讨论，这就是概念绝对化的后果。因此，实际存在的直流信号一定是"有始有终"的"加窗信号"，即一个足够宽的方波脉冲（实际还是梯形波）。有网友说"上电瞬间的直流不是直流，因为它包含了丰富的高频分量"，也是同样的问题。"上电瞬间的直流"实际上是阶跃过程。但如果没有这个"起点"，所有电路中的直流信号恐怕都只能是 0！问题的根源：过渡态分析和稳态分析不能混为一谈！在稳态分析中，我们可以用"绝对"的恒定直流概念。因为稳态分析本身就是具有理想性质的。而在过渡态，根本就不能用"恒定直流"这个概念——这是我们前面犯的一个严重错误。 1.2. 过渡过程：隔直电路的"直"之一 暂且不论低频交流能否看作直流的问题。隔直电路的"直"至少应该既包括"绝对的恒定直流"，也包括上电过程的阶跃信号。否则，这个所谓的"隔直电路"根本没有任何意义。因为实际电路不可能只有稳态，没有过渡态（除非你的电路比宇宙还古老）。 1.3. 缓变信号（极低频交流信号）：隔直电路的"直"之二 有人说缓变信号和极低频交流信号都不是（恒定）直流。简直正确的成了废话。我前面说直流包括缓变信号和极低频交流信号的确是误导。但是，如果隔直电路前级存在缓变的直流漂移，应不应该隔离？理论上不必须，但实践中必须。因为就连电源都会有缓变，不隔离怎么行？因此，虽然缓变信号和极低频交流信号都不是（恒定）直流，但隔直电路的"直"却往往应该包括它们。 1.4. 滤波器的过渡带：隔直电路的"直"之三 上面说隔直电路应该隔离缓变信号和低频交流，是从需求的角度说的。从可行性角度，也只能如此。所谓"只隔直流，不隔交流"的幅频特性，就是 f=0 时增益 A=0，f>0 时 A=常量。这根本是个不连续函数，怎么可能实现？更不用说滤波器的过渡带不可能垂直。 2. "正确"隔直电路的分析图 1 的电路是一个 HPF，能实现隔直功能（暂且不论其它电路能否），这没有疑问。 为了简化问题，这里没考虑负载效应，因为实践中应该保证负载电阻远大于 RL，负载电容足够小。如果将 R 换成电感 L，也是 HPF（二阶），并且也是隔直电路。本文姑且只考虑 RC 电路。 3. "错误"隔直电路的分析 问题：假设隔直电路只用一个电容 C，如图 2，能实现隔直吗？我们分三步讨论。 3.1. 假设 C 为理想电容，不考虑负载效应 此时的电容为一端悬空，其两端电压为：VC = VIN - VOUT电流为：i ≡ 0所以其两端电压 VC 永远不会变：dV = 1/C * di/dt=> dV ≡ 0 如果令初始条件 VC(0)=0（先短路一下即可），则 VC ≡ 0 VOUT ≡ VIN不论 VIN 是什么信号，上式都成立。结论：无法隔直。 3.2. 假设 C 为理想电容，考虑负载效应 考虑 CL。假设 VIN(0)=VC(0)=0：VOUT = VIN * k其中 k 为分压比（C,CL的函数，公式就懒得写了）结论：无法隔直。 考虑 RL。C 和 RL 构成了 HPF。可以隔直。但此时的图 2 实际上已经变成了图 1。实践中，如果 RL 是运放的输入电阻之类，考虑到其不稳定性，不提倡用 RL 代替 R。3.3. 考虑电容漏电流和负载效应 此时分析起来比较复杂，但是也没必要仔细分析。因为漏电流是不稳定因素，不应该指望依靠它把不能工作的电路变成能工作的。四、关于隔直电路的总结 综合二、三：1. 有 R 的电路能实现隔直2. 没有 R 的电路不能实现隔直，或者不能实现稳定的隔直3. 基本隔直电路只是"直流增益为 0"的高通滤波器（HPF）的代名词 由 3.2 还可以看出，隔直电容起作用的充要条件是上电后其两端电压要发生变化： 令 3.2 的初始条件 VC(0)=0，上电前：VC(0-) = VIN(0-) = VOUT(0-) = 0如果要隔直，当输入为阶跃信号：VIN(t) = VIN(0+) = 常数, t > 0必须有：VOUT(t) = 0, t > t1其中 t1 表示足够长的过渡时间。于是VC(t) = VIN(t) - VOUT(t) = VIN(0+)电容两端电压变化量：ΔVC = VC(0+) - VC(0-) = VIN(0+)为产生 ΔVC，必须有电流流过 C。而电阻 R 的作用之一正是在过渡过程提供电流途径，给电容提供电荷：ΔQ = C * ΔVC这正是过渡过程令人迷惑的奥秘所在。 五、相关问题 5.1. 运放输入偏置电阻 如果 RC 隔直电路后级为运放同相端，如图 3，R 将"兼具"运放输入偏置电阻的职能。因为例子选择不当，为说明隔直，我以前的帖子无意中贬低了这种职能，是不对的。应该说：此时的 R 具有双重必要性。 5.2. 器件参数选取 既然实际电路存在过渡过程和低频漂移之类因素，HFP 的截止频率 fL=2*pi/RC 不能太低。根据需要，也许某些场合 fL = 1Hz 就可以了，某些场合可能需要 fL > 50Hz（顺便滤工频，但此时这个电路已经不再是"作为隔直电路的 HPF"，而是"具有隔直功能的 HPF"）。 如果后级为运放，还必须考虑运放的需求——不是简单的输入偏置电阻。1) 为偏置电流 IIB 提供通路，并满足一定的直流误差VERR = IIB * R - VOS < VERR(max)2) 噪声阻抗匹配源阻抗影响运放电路的噪声，必须根据具体运放特性选取。例如，对于 OP27 之类，R < 1kohm；对于 OP07/OP177 之类，R < 50kohm；对于 FET 输入运放，R 甚至可以达到 Mohm。对于电容，要求高的场合可能必须用无极性电容，此时一般 C <= 1uF，这也是重要的选择原则。此外，还需要考虑电容的温度特性、频率特性。 5.3. 电容极间电流（忽略漏电流） 当电流通过电容时，电容极间的"空间"（介质）也有电流流过。这个电流不是实际载流子的运动，而是空间位移电流（可能有些不易理解）。对于电容极间，KCL 依然成立。5.4. 我为什么要强调 HPF 对于具体电路，不明白这点也许无碍。对于但建立正确的数学模型能力，是"熟练工"与"工程师"的重要区别。对于图 3 的简单情形，也许因为知道要用偏置电阻，所以用了 R，无意中也用了 HPF 电路的 R。但换了个复杂电路又如何？我原意只是举个简单例子提醒初学者不要停留在想当然的阶段。搞成这么热闹的讨论，实出意外。讨论了这么长时间，也许收获最大的正是我自己。这也正说明了 BBS 上的一个道理：敢于发表自己的观点，不要怕错。本文来自：我爱研发网() - R&D大本营详细出处：/Blog/Detail_RD.Blog_zyw3.html
范文四：隔直电容的性能解读隔直电容的性能解读隔直电容通常串接在一个差分链路的每根数据线上，它有很多用途。例如，它可以转换一个信号的平均直流偏置电平，以适合于不同电压标准的逻辑器件。它可以保护发射器、接收器，使之免受因上电序列不良而出现破坏性过载事件的危害。它可以作为电路功能的一部分，检测线路断连的情况。在所有这些应用中，隔直电路都不得损坏通过它的数据。图1给出了一个隔直电容的典型电气模型，可以用一个串行链路将其串接。该模型显示了一个PCB走线的输入和一个输出。实际上，电容是焊在连接输入与输出走线的焊盘上。电气上看，图中用一个逻辑图替代了实际的电容，该逻辑符号包括三个主要元件，都是电容的标准电气模型。CBULK 表示元件的标称电容。LSERIES 是与焊盘、过孔和信号电流所穿过电容体任何部分相关的布局电感。RSERIES 是元件的等效串联电阻。图1列出了一个普通EIA 0402尺寸6.3V电容的典型值。图中亦包含了第四只元件CBODY。该元件表示实际电容体与所有其它邻近物体（包括参考面）之间的寄生电容。图1 在一个隔直电容中，在3.125 GHz时，CBULK和RSERIES的阻抗是可忽略的。LSERIES和CBODY的值最关键。在任何电路分析中，第一步都是对电路阻抗做一个快速评估，看是否可以忽略掉任何元件。假设链接速率为6.25 Gbps，交错101010模式（可以做出的最快模式）的频率等于3.125 GHz。图1列出了这一频率下，四个模型元件的阻抗大小。体电容与串联电阻的阻抗可以忽略不计；串联电感与寄生并联电容是主要的成份。电路看起来像一个针对分布式传输线的梯形模型单稳态部分。电路的阻抗等于当一个上升沿到达输入终点时，如果电路的体电容过大，而串联电感过小，则阻抗小于PCB走线的阻抗，电路表示为一个简单的负脉冲。另一方面，如果电路的串联电感过大，而体电容过小，则阻抗大于PCB走线的阻抗，电路表示为一个简单的正脉冲。将电感与电容调节到正确的比率，电路就变得几乎完全电气透明。这就是优秀隔直电容性能的秘密。一种降低体电容的方式是在电容下方的参考面上，切割出一个小的圆形空洞，从而对地释放了电容，并略微增加了串联电感。这两个结果都提高了电路的阻抗。一名模拟工程师可能建议说，可以主动地缩小体电容的值，直到由体电容和串联电感所形成的串联谐振频率与3.125 GHz相适应。不幸的是，只有在窄带情况下，以这种方式调节体电容才会获得利益，并且仍留有寄生体电容，产生出反射。增大储能电容，直到其阻抗可以忽略，这样就只要考虑串联电感和体电容。这些元件之间可以做均衡，以获得几乎理想的性能。
范文五：电容通交隔直的本质电容隔直的本质是只有充电或放电，通交的本质是既有充电也有放电，充放电需要时间，才衍生出不同频率的交流信号，电容所呈现出的容抗不同，以及电压减小。电容电压不能突变也是基于充放电需要时间的，交流信号通过电容后的波形是不变的，即波峰与波谷差是不会有太大变化的。而保证电容能够充放电的前提是“必须构成回路”，没有回路，哪来的充放电。 上图中，如果不加那个二极管（和地断开）就只有充电的可能（回路是交流源，电容，三极管），没有放电的可能（因为三极管基极不会反向导通），所以交流电不能通过三极管，如果不加那个二极管（和地直接连），那么有了充放电回路，但这个回路并没有包括三极管（交流源，电容），因为三极管基级一直是低电平，充放电没有通过三极管部分完成，交流信号也过不去。这里，二极管还起到一个很重要的作用，那就是钳位功能，有了这个二极管，三极管基极的交流信号电平理想情况下都是大于0V的，而上下峰值幅度却不变。这跟限幅、直流偏置道理是不同的。}