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(gè)說(shuō)法，一個(gè)電容怎么也能諧振，后來(lái)在ourdev的一個(gè) 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(xué)校里學(xué)的那些，有很多自己都 沒(méi)有接觸到，要虛心的學(xué)習(xí) 在百度知道上看到一個(gè)答案是這么說(shuō)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(shí)應(yīng)取小容值！以下的內(nèi)容在一個(gè)文檔單板電磁兼容(EMC)的設(shè)計(jì)里找到的，非原創(chuàng)：原文(英語(yǔ))來(lái)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(shí)，由于引線長(zhǎng)度和導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)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(shí)間：2012-05-22 15：44：。6

4、來(lái)源：?jiǎn)纹瑱C(jī)與嵌入式系統(tǒng)作者：唐偉峰，藍(lán)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(gè)步驟：找出VRM不能再維持低阻抗時(shí)的頻率點(diǎn)FLF_CROSS。確定需要設(shè)計(jì)的目標(biāo)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(xiàng)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(jì)頻段的數(shù)量級(jí)決定，頻段的每個(gè)數(shù)量級(jí)中分布的電容器種類是固定的。設(shè)計(jì)出的去耦網(wǎng)絡(luò)與其他方法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：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(gè)電容器的自諧振頻率與并聯(lián)諧振頻率相一致。使第3個(gè)電容器的自諧振頻率位于其他兩個(gè)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(huì)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(wú)直接關(guān)系，重點(diǎn)介紹應(yīng)用4種及以上電容器時(shí)的容值選取算法。 對(duì)一種、兩種以及3種電容器的情況進(jìn)行了簡(jiǎn)單討論。通過(guò)對(duì)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(diǎn)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(gè)設(shè)計(jì)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(gè)數(shù)量級(jí)分布3種，或一種容值的要求。兩種算法都有一個(gè)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(duì) 電容器容值的選擇方法在實(shí)際設(shè)計(jì)中并不適用。在實(shí)際應(yīng)用中，可能會(huì)出現(xiàn)同時(shí)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(dāng)作一種容值的電容器來(lái)使用，無(wú)法同時(shí)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(jìn)行了優(yōu)化。首先，根據(jù)實(shí)際提供的電容器，對(duì)設(shè)計(jì)中可用到的種類最大值進(jìn)行估計(jì)，然后利用這個(gè)最大

7、種類來(lái)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(gè)原則：相鄰兩個(gè)容值的比例關(guān)系確 定，而且在頻域?qū)?shù)坐標(biāo)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(gè)需要設(shè)計(jì)的頻率范圍。 在此基礎(chǔ)上，對(duì)電容器的選擇不再單純以容值為標(biāo)準(zhǔn)，而是在對(duì)數(shù)坐標(biāo)中，將需要設(shè)計(jì)的頻 率范圍平均分解為多個(gè)小頻段，然后在每個(gè)小頻段中選擇一個(gè)電容器來(lái)負(fù)責(zé)提供低阻抗。其 中，小頻段的個(gè)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(gè)步驟：確定VRM不再能提供低阻抗時(shí)的頻率點(diǎn)，作為設(shè)計(jì)頻段的起點(diǎn)FLF。代碼實(shí)現(xiàn)為：林,* WgDJJP(m(_源。苗)/1成)(5)確定設(shè)計(jì)頻段的最高頻率點(diǎn)，即截止頻率FHF。將設(shè)計(jì)頻段在對(duì)數(shù)坐標(biāo)下平均劃分為N段，N依賴于電容器最大種類數(shù)。代碼實(shí)現(xiàn)為：icnf = loglO Ftarget. /Evrm). Z3對(duì)數(shù)坐標(biāo)下設(shè)計(jì)頻段的總長(zhǎng)度f(wàn)vrm = logiO ( Fvrrii) . /