连载 | 村田静噪小课堂 : EMI静噪滤波器 - 电容器的实际特性（下）

本节讨论为何简单旁路电容器的降噪特性与基本特性不同。了解其中的缘由，可以帮助您以较低成本构建提供卓越降噪性能的过滤器，并选择具有良好成本效益的部件。

6-5-4. 熟练使用电容器

(1) 以噪声的频率为基准调整自谐振频率

电容器的阻抗是其自谐振频率的超小点。该值可能低于该频率下理想电容器的阻抗值。如果噪声的频率是固定的，只要可以调整自谐振频率以匹配噪声，就可以获得显著的降噪效果。

为了调整自谐振频率，请选择静电电容与噪声匹配的电容器。如图4所示，如果电容器的静电电容发生变化，则电容器电容的特性曲线平行移动。如图16所示，自谐振频率也相应地改变。因此，可以调节自谐振频率以匹配噪声的频率。

然而，自谐振频率受到印刷板的微小电感量的影响并改变。后文将作相关阐释。频率不能在纸上很好地调整，因此在实际测试期间确认结果很重要。

图16 调整自谐振频率

(2) 如果噪声频率很宽，特有的选择是使用具有低ESL的电容器

在抑制噪声时，通常难以提前估计噪声频率。在这种情况下，必须准备在较宽频率范围内工作的滤波器，以确保滤波器在任何噪声频率下都是有效的。方法 (1) 不能用于这种应用。

图16表明，即使静电电容改变，在电容器处于电感状态的区域 (例如，1GHz) 中，阻抗也几乎不改变。如前所述，这是因为在这些频率下ESL占了大部分比例的电容器阻抗，因此静电电容难以产生效果。

在较宽范围的高频下 (电容器处于电感状态) ，抑制噪声的特有方法是使用具有尽可能小的ESL的电容器。

(3) ESL可能对低频噪声具有影响

如图13所示，ESL仅在高于100MHz的频率下有效果。然而，当使用具有较大静电电容的电容器时，可能存在ESL在极低频率下发挥强烈效果的情况。这是因为自谐振频率降低，因此电容器处于电感状态的频率范围扩展到较低频率。

图17显示了在静电电容为10μF的电容器上ESL发生变化的示例。这表明，当涉及噪声抑制 (例如1MHz) 时，在被视为低频的情况下ESL可以产生强烈的效果。在使用大容量电容器不能获得期望的降噪效果的情况下，还有考虑ESL是否正在发挥效果的余地。

但是应注意，旁路电容器的ESL不仅包括电容器本身的ESL，还包括用于安装零部件的线路的电感。下一节将对此进行阐述。因此，在试图降低ESL时，考虑用于安装电容器的线路也很重要。

(4) 用于安装电容器的模板可能是ESL背后的一个因素

前文提到，ESL对电容器的降噪效果有显著的影响。然而，还有另一个因素起着很大的作用，那就是在电路板上安装电容器时产生的电感。

如图18所示，需要采用布线模板和通孔将电容器安装到电路板上，并将其连接到电路。这些零部件的电感与旁路电容器串联。

因此，当电容器安装在电路板上并实际运行时，旁路电路的总体ESL将大于电容器本身的ESL。

这种“总体ESL”将影响实际降噪结果。

(5) 模板和通孔电感的影响是什么？

线路和通孔电感的影响是什么？这种影响实际上足够大，不能被忽略——事实上，其效果甚至可能大于电容器本身的ESL，具体取决于其使用方式。

图19显示在电容器的两端安装1mm宽模板时计算阻抗的结果。这表明，即使只有几个毫米宽的线路，也可能使100MHz处的阻抗增加10倍或更多。

使用电容器降低高频噪声时，必须使模板保持短路。

图19 电容器阻抗 (包括模板) (计算值)

(6) 大概的模板和通孔电感

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