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浅谈为什么大电容滤低频小电容滤高频的问题

谈大电容滤低频小电容滤高频的原因

今天,我去去一家知名的外国公司面试时,我问了为什么过滤高频选择小电容而过滤低频选择大电容。当时,面试官说,理论上,电容器的阻抗是1/jwC,对于高频信号,电容越大,阻抗越小,这不是更有利于过滤高频信号吗?因为我以前没有考虑过这个问题,所以我当时没有打电话。今天,我在网上查看了一些信息,所以我总结了我自己的理解。

由于电感效应的存在,实际电容通常需要等效成电容、电感和电阻的串联形式,如下图所示:

浅谈为什么大电容滤低频小电容滤高频的问题

电源滤波器主要利用电容器的直流和通信特性。干扰信号的频率越接近电容器的自谐振频率,干扰信号就越容易被电容器完全过滤掉。大容量电容器通常具有较大的等效电感,因此自谐振频率较小,更适合过滤低频干扰噪声;小容量电容器通常等效电感较小,自谐振频率较大,适合过滤高频干扰噪声。

独石电容器、纸介质电容器、电解电容器、低频瓷介质(又称铁电容器)、聚酯电容器(一般容量大、体积小),由于介质损耗大,不适用于高、中频电路,可用于低频、电源滤波等电路;云母电容器、聚苯乙烯电容器、高频瓷介质、空气介质电容器(一般容量小、相对体积大),介质损耗小,适用于高频、中频电路。

电容器越大,阻抗越小,频率越高,越容易通过。理论是没错,(低频通不过小电容)--不是绝对通不过只是阻抗较大不容易通过(高频能不过大电容)理论上大电容高频更容易通过,只不过由于大电容制造工艺所限,一般都是卷制的,大电容本身分布电感比小电容要大得多,由于感抗与高频阻抗成反比关系,所以就限制了高频信号的通过,一般来说,电源滤波电路负责人的制造商将在大电容器旁边安装瓷片和小电容器,以过滤高频干扰信号

电容器具有隔离和交接的功能。当高频信号在半周内到达时,它通过负载向电容器的极板充电。当电信号在半周内到达时,原极板上充满的正电荷通过负载释放,负半周反向向电容器另一端充电。负半周过去,正半周到来,正半周再次向电容器充电。事实上,电流并没有通过电容器,也就是说,交流信号可以通过电容器,直流过不去的原因。流过电容器的频率与电容器的大小有关。电容器充电时间越小,通过频率越高。

由于制造工艺的限制,大容量电容器具有较大的电感,因此过滤高频波使用小电容器;过滤低频波的大电容器主要用于负载电流和纹波。如果没有怎样,过滤低频波也可以使用小电容器。

DIP (MHz) STM (MHz)

1.0μF 2.5 5

0.1μF 8 16

0.01μF 25 50

1000pF 80 160

100 pF 250 500

10 pF 800 1.6(GHz)

但仅供参考,用老工程师的话说——主要靠经验。

一大一小两个电容并联更可靠,

为了获得更大的滤波频段,一般需要两个数量级以上的差异。

一般来说,大电容过滤低频波,小电容过滤高频波。电容值与要过滤频率的平方成反比。

具体电容器的选择可以使用公式C=4Pi*Pi /(R * f * f )

如何选择电源滤波电容,掌握其精髓和方法并不难

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