电容怎样滤波

发布网友 发布时间：2022-04-23 13:40

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热心网友 时间：2022-05-13 04:12

我们可以用 微积分 来回答这个问题。

1. 设交流电：

I=I0sin(ωt)
U=U0sin(ωt+φ)

我们根据 法拉第电磁感应定律和亨利电感定义，可以导出宏观条件下的两个公式：

L: u(t)=Ldi(t)/dt
C: u(t)=(1/C)∫i(t)dt

可用以计算分立元件组成电路的瞬态。

2. 求相位角φ：

滤波电容C1一般与电阻R0负载并联到电源U，如图。

┏━┳━┓
U C1 R0
┗━┻━┛

我们可以列出微积分方程组：

u1=(1/C1)∫i1dt
u=u1=u0
u0=i0R0
i=i0+i1

代入交流电函数，通过三角函数积分，可以得到相位角：

φ=-π/4

以及必要条件：

C1R0ω=1

ω是角频率，ω=2π/T=2πf，比如50Hz，ω=100π。

还可以得到一个充分条件：

√2U0=I0R0

3. 计算负载电流i0和负载电压u0：

将相位角φ代回原微积分方程组并且代入必要条件和充分条件得到：

i0=(√2/2)I0sin(ωt-π/4)
u0=(√2/2)I0R0sin(ωt-π/4)

这说明C1R0ω=1时，即C1R0(2π/T)=1时：

负载电流i0相比电源电流I：
相位差-π/4。（落后π/4。）
幅值比√2/2。（为其√2/2倍。）
负载电压u0与电源电压U同相且幅值相同。

对于变频应用，就要求必要条件C1R0ω=1必须满足。

对于滤波应用，就要求改变必要条件使C1R0ω＞1。这是因为C1↑，容纳电荷量↑，这样它的波形就不再是宏观条件下的那两个公式，而是必须进行波形设计。一般可以得到一个公式：

R0C1≥(3~5)T/2。

同时考虑瞬时电压最大值，耐压值应大于√2U。

热心网友 时间：2022-05-13 05:30

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.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:大电容滤低频,小电容滤高频,根本的原因在于SFR(自谐振频率)值不同,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0402,0603,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,想想如何测量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.

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 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)

不过仅仅是参考而已,老工程师说主要靠经验.
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.
文章来源： http://blog.sina.com.cn/s/blog_545edca401000ax6.html

我看了这篇文章，也做个粗略的总结吧：

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.（类似1）

热心网友 时间：2022-05-13 07:05

滤波电容是使滤波后输出的电压为稳定的直流电压，其工作原理是整流电压高于电容电压时电容充电，当整流电压低于电容电压时电容放电，在充放电的过程中，使输出电压基本稳定。简单说，就是波峰来的时候充电，将波峰削掉，波谷来的时候放电，将波谷填平。基本就是这样的原理了。

热心网友 时间：2022-05-13 08:56

电容滤波就是利用电容器充放电的原理，外部电压高于极板两端电压时对极板充电，外部电压低于极板两端电压时电容对外放电，从而起到平抑电压的作用。脉动的电压相当于直流电压与交流电压叠加在一起。经过电容滤波后，电压平缓了，相当于交流成份被过滤去除了。

热心网友 时间：2022-05-13 11:04

说简单点吧：利用电容器的充放电来稳定电压。打个比方，一个桶装有一定的水，桶上有个水龙头，还有一个水龙头在往里注水，桶上的龙头往外放水，当注水加大时，放水的龙头就加大放水的速度，保持桶内的水位保持不变，当注水减小时，放水龙头就减小放水速度，同样保持桶内的水位不变。