高速电路设计之《滤波电容阻抗随频率变化特性的分析》

心间

       高速电路设计需要考虑高频和低频两种噪声，针对这两种噪声，应选取不同的滤波电容。“低频噪声选用大电容，高频噪声选用小电容”，这是许多工程师达成的共识。在实际工作中，这种说法并不完全正确。

        对电容器件而言，由于电容分量的存在，电容器件的阻抗随频率的升高而逐渐降低，这是电容器件的本体属性；ESL分量则使阻抗随着频率的升高而逐渐增加。这两种作用正好相反。在电容分量和ESL 分量的共同作用那个下，电容器件的整体阻抗表现为，随着频率的升高，首先是电容分量起主导作用，使阻抗逐步减小，器件表现为电容的阻抗特性，滤波效果渐强；当达到某一频率点时发生谐振，此时电容分量和ESL分量对阻抗的效果正好抵消，在谐振点上，电容器件阻抗最小，等于ESR分量；此后，随着频率继续升高，ESL分量起主导作用，使阻抗逐步增大，器件表现为电感的阻抗特性，滤波效果减弱。

        滤波电容的作用机制是为噪声等干扰提供一条低阻抗回路，在噪声频率点上，要求滤波电容的阻抗较小，即当噪声频率落在谐振点附近时，滤波效果最好。

        高速设计中，噪声等干扰往往不是处在一个频率点上，而是占据一段频带。在实际工作中，期望电路上每一处的噪声频带都得到准确定位并不现实，可以用多种不同的电容构造一个比较宽的低阻抗频带，以尽可能地覆盖噪声频带。

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