電容器的自諧振頻率

1、以前一直不知道有電容諧振頻率這個說法，一個電容怎么也能諧振，后來在ourdev的一個 帖子上看到就查了下資料，還真是自己孤陋了，不能太相信學校里學的那些，有很多自己都 沒有接觸到，要虛心的學習 在百度知道上看到一個答案是這么說的：電容的容值和自諧振頻率是材料與構(gòu)造所決定的！因電容的等電路是C,L,R,組 成!故就有了自諧振頻率值！自諧振頻率與電容的容值成反比！因自諧振頻率區(qū) 的容抗是最大的!故做為濾波的電容應(yīng)避開自諧振頻率段！又因容值與頻率成反 比,而容抗與容值成正比!故要濾除的雜波和諧波時應(yīng)取小容值！以下的內(nèi)容在一個文檔單板電磁兼容(EMC)的設(shè)計里找到的，非原創(chuàng)：原文(英語)來自Frees

2、cale Semiconductor, Inc.的應(yīng)用文檔，作者， T.C. Lun， Applications Engineering， MicrocontrollerDivision， Hong Kong.譯者：xddjd， mail： HYPERLINK mailto: 在諧振頻率之前，電容還保持著電容的特性，而大于諧振頻率時，由于引線長度和導線電感 的影響，電容的作用將變成電感的作用.Self-reonanl frequencyimpedance(Ohms)impedance(Ohms)Frequency i MHz)圖3:阻抗特行和不同的介質(zhì)材料表1列舉了兩種類型陶瓷電容的諧振頻率,

3、一種是標準的0.25 inch的插件電容,3.75n H的 內(nèi)部電感系數(shù)，另外一種是貼片電容，內(nèi)部感應(yīng)系數(shù)是1n H,我們可以從表中看到貼片電容的諧振頻率是插 件電容的兩倍左右.Capacitor ValueThrough-hole (0.25 leads)Surface mount (0805)1.0 pF2.5 MHz5 MHz0.1 iF8 MHz16 MHz0.01 pF25 MHz50 MHz1000 pF80 MHz160 MHz100 pF250 MHz500 MHzW pF800 MHz1.6 GHz基于自諧振頻率電容器種類的選擇算法時間：2012-05-22 15：44：。6

4、來源：單片機與嵌入式系統(tǒng)作者：唐偉峰，藍天鴻具體地，F(xiàn)lat Response算法與Decade Methods算法中容值的選擇分為3個步驟：找出VRM不能再維持低阻抗時的頻率點FLF_CROSS。確定需要設(shè)計的目標阻抗和截止頻率FHF_CUT_OFF。估算所需容值的種類膈,=gJD_UP( 1口( 項口 仲”心g)心X)(5)顯然，該方法中所選容值的種類數(shù)是由需要設(shè)計頻段的數(shù)量級決定，頻段的每個數(shù)量級中分布的電容器種類是固定的。設(shè)計出的去耦網(wǎng)絡(luò)與其他方法相比，具有以下優(yōu)點：元件數(shù)量較少。較高的ESR，將并聯(lián)諧振峰值降低。較快的瞬態(tài)響應(yīng)。2自諧振頻率電容器種類選擇算法根據(jù)PDN的基本理論，降低

5、并聯(lián)諧振峰值有兩種方法:使第3個電容器的自諧振頻率與并聯(lián)諧振頻率相一致。使第3個電容器的自諧振頻率位于其他兩個電容器自諧振頻率中間。確定選哪算法取決于電容器的ESL、ESR，以及容值之間的差距。由于可用電容器的最大種 類上限數(shù)目不確定，因此可能會出現(xiàn)僅允許用3種電容器甚至更少種類的情況。這里假設(shè)最 大種類同設(shè)置的截止頻率無直接關(guān)系，重點介紹應(yīng)用4種及以上電容器時的容值選取算法。 對一種、兩種以及3種電容器的情況進行了簡單討論。通過對Flat Response算法與Decade Methods算法的具體分析，可以發(fā)現(xiàn)這兩種算法有幾 點不足：算法的選擇在很大程度上受所提供電容器容值種類的限制。如果

6、給定了足夠多的容值， 而且涵蓋了整個設(shè)計頻率范圍，那么可以嘗試選用任何一種方法；但如果給定的容值種類偏 少或分布不均勻，可能就不能滿足每個數(shù)量級分布3種，或一種容值的要求。兩種算法都有一個前提條件，所有電容器的ESL以及安裝電感相等。這使得這些算法對 電容器容值的選擇方法在實際設(shè)計中并不適用。在實際應(yīng)用中，可能會出現(xiàn)同時使用相同容值，不同封裝的多種電容器的情況，上的兩 種算法只能將它們當作一種容值的電容器來使用，無法同時發(fā)揮這幾種電容器的作用。 為更靈活、充分地的發(fā)揮所提供電容器的功能，文中將這些算法進行了優(yōu)化。首先，根據(jù)實際提供的電容器，對設(shè)計中可用到的種類最大值進行估計，然后利用這個最大

7、種類來靈活地確定應(yīng)該選擇的容值組合。Flat Response算法與Decade Methods算法都遵循一個原則：相鄰兩個容值的比例關(guān)系確 定，而且在頻域?qū)?shù)坐標中，它們的自諧振頻率等間隔分布。式(5)則表明所選電容器的容 值種類必須足夠多，以保證這些電容器的自諧振頻率可以涵蓋整個需要設(shè)計的頻率范圍。 在此基礎(chǔ)上，對電容器的選擇不再單純以容值為標準，而是在對數(shù)坐標中，將需要設(shè)計的頻 率范圍平均分解為多個小頻段，然后在每個小頻段中選擇一個電容器來負責提供低阻抗。其 中，小頻段的個數(shù)取決于可用的最大電容器種類。具體地，電容器類型的選擇分為5個步驟：確定VRM不再能提供低阻抗時的頻率點，作為設(shè)計頻段的起點FLF。代碼實現(xiàn)為：林,* WgDJJP(m(_源。苗)/1成)(5)確定設(shè)計頻段的最高頻率點，即截止頻率FHF。將設(shè)計頻段在對數(shù)坐標下平均劃分為N段，N依賴于電容器最大種類數(shù)。代碼實現(xiàn)為：icnf = loglO Ftarget. /Evrm). Z3對數(shù)坐標下設(shè)計頻段的總長度fvrm = logiO ( Fvrrii) . /