当前位置秒速快3 > 公司动态 > 合理选择电容器,实现高性能EMI过滤波

合理选择电容器,实现高性能EMI过滤波

作者:秒速快3 发布时间:2020-07-09 05:39 浏览次数:179

  本文将重点讨论多层陶瓷电容器,包括表面安装和引脚。讨论如何计算这些简单设备的阻抗与插入损耗之间的关系。本文还介绍了引线电感和低频电感等改进型电路模型。这些模型是根据测量的数据进行的,并介绍了相关的测试技术。根据不同的制造过程对这些寄生参数进行了测试,并绘制了相应的阻抗曲线。

  长期使用侧路和解耦电容器可以减少PCB上的噪声。由于成本相对较低,容易使用一系列电容器。电容器通常用于减少电磁干扰(EMI)的主要设备。由于寄生参数的重要影响,电容器的选择比其容量的选择更重要。许多制造电容器的方法决定了寄生参数的大校

  电气噪声可以以多种方式引起。在数字电路中,这些噪声主要是由开关集成电路电源和调整器产生的,而射频电路主要是由振荡器和放大电路产生的。电源和地平面以及信号线本身的干扰都会对系统的运行产生影响和辐射。

  本文将重点讨论多层陶瓷电容器,包括表面安装和引脚。讨论如何计算这些简单设备的阻抗与插入损耗之间的关系。本文还介绍了引线电感和低频电感等改进型电路模型。这些模型是根据测量的数据进行的,并介绍了相关的测试技术。根据不同的制造过程对这些寄生参数进行了测试,并绘制了相应的阻抗曲线。

  幸运的是,电容器仍然是一个简单的设备。因为电容器是双端口设备,所以只有一种方法可以连接到传输线。不要认为设备是电容器。更容易看到它是阻抗模块。当它与传输线并联时,它甚至可以被看作是一个指南模块(如图1)。

  有些插入点可以看到方程2。首先,对于高性能的陶瓷电容器来说,它的相角在整个频带中非常接近90。

  因此,角度可以被忽略,并且可以在大多数频谱中产生更好的结果。另一个非常好的方程似乎可以进一步简化,当Z0Z波纹波纹。

  例如,表1给出了1000PF侧电容器的阻抗和插入损耗。所有插入磨损数据均为50欧元。如果电容器的阻抗开始增加到50欧元,方程3就会迅速突变。

  该模型为大多数表面安装MLCC提供了正确的阻抗曲线。请记住,电容值将随温度和直流的变化而变化。随着温度直流偏置和频率的变化,等效串联电阻(ESR)基本保持不变。阻抗中最重要的部分可能是谐振点,因为它是最大的衰减频率。众所周知,谐振频率的公式是。

  各种表面安装的电感值可以通过方程2中描述的测量技术来计算。例如,如果系统中有800MHz噪声,则可以将其定位在PCB上。选择39pf的标称容量并将其安装到尽可能接近噪声的地方,这将是降低EMI的最佳选择。降低矩形芯片电感的有效途径之一是改进芯片纵向端的设计。选择的电容器的阻抗曲线如图4所示。请注意,纵向和横向比的寄生电感减少了大约50%,从1200ph减少到600ph。这有效地移除了最大的衰减点,因此只有在使用这些设备进行EMI过滤时才能记住这一点。

  引脚电容与表面安装的电容器没有什么不同,只是增加了引脚。其等效模型与MLCC模型相同,除了增加引脚产生的电感外,如图5所示。

  引脚产生的电感对阻抗的影响如图6所示..一个很好的经验是,电路板上的引脚长度为2.5nh。正如低电感电容器将频率转移到高位一样,引脚装置将频率转移到低端。为了实现最佳的EMI过滤波,我们必须记住这一点。

  更好的EMI保护装置是心电容器芯片。这是三端口表面的软件。图7显示了心电容器的等效电路.该结构使用电容过滤EMI噪声到地面,同时允许信号交叉设备。

  这种几何结构对寄生参数有一些有趣的问题。首先,电容器的寄生电感远小于具有相当大小的等效电容器。心电容能测量的寄生电感约为250ph。同样的现象是减少电感,减少ESR(通道长度)和通道长度!最后,引入部分电感将增加衰减带宽。图8显示了100pf穿心电容器与相同效果的标准电容器之间的插入损耗。

  滤波器的等效电路与心形电容相似,但盘形形状较低。在信号通道或通过底盘或外壳的电源线上使用的滤波器会降低进入和输出的噪声。当系统中产生高频(500mHz)时,可采用圆盘穿心式滤波器隔离不同的系统(如模拟或数字系统)来消除有害干扰。

  然而,无论滤波方案有多好,都不能解决电路板设计不佳所造成的问题。使用过长的印刷线连接电容器无疑会影响MLCC的谐振点。

  在任何情况下,如果可能的话,应该使用多层板,这样电源和地平面都可以大面积降低系统中的EMI问题。