
电容的等效模型解析
在低频状态下,瓷片电容仅仅被视为单一的电容。
当频率升高,进入高频范围时,它就不再仅仅是一颗简单的电容了。它实际上是电感L、电阻R和电容C的复。
关于电容频率阻抗曲线的解读
让我们以Taiyo品牌的EMK042332MC电容为例,来详细解读其频率特性曲线。在这条曲线中,我们使用了不同的颜色来标注几种不同的曲线。
1. 深蓝色曲线表示的是电容的ESR(等效串联电阻)。
2. 绿色曲线展示的是电容(理想模型)的阻抗频率曲线。
3. 天蓝色曲线代表电容的ESL(等效串联电感)。
4. 粉红色曲线则是电容(实际模型)的阻抗频率曲线。
5. 红色的直线标注的是电容的自谐振频率f0。
根据这些曲线,我们可以得知:
6. 当频率f小于f0时,电容表现出容性;当频率f等于f0时,电容呈阻性;而当频率f大于f0时,电容则表现出感性。
7. 在电容的理想模型中,不考虑ESR和ESL的影响,因此其阻抗公式为|Z|=1/wC=1/2fC。
8. 但在实际模型中,电容相当于LCR的串联,我们必须考虑ESR和ESL的影响,因此其阻抗公式为Z=R+j(wL-1/wC)。
9. 当电容处于谐振频率点时,其感抗和容抗相互抵消,此时阻抗达到最小,即为ESR的值。
当工作时钟频率为72MHz时,我们使用的100nf电容已经超出了其自谐振频率,此时它更倾向于表现出感性,因此不再适合作为退耦使用。这就好像我们一开始看到的只是简单的电容,但深入了解后,发现它实际上在高频时更像是一个电感。对于72MHz的时钟信号,使用小于或等于10nf的电容进行退耦滤波更为合适。
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