穿心電容為何能有效地濾除高頻噪聲?
穿心電容為何能有效地濾除高頻噪聲?
一、關(guān)于電容的幾個基本公式:一個電容器,如果帶1C的電量時,兩級間的電勢差是1伏,這個電容器的電容就是1F,即:C=Q/U 但電容的大小不是由Q(帶電量)或U(電壓)決定的,電容的公式為:C=εS/4πkd 。
其中,ε是一個常數(shù),S為電容極板的正對面積,d為電容極板的距離, k則是靜電力常量。常見的平行板電容器,電容為C=εS/d.(ε為極板間介質(zhì)的介電常數(shù),S為極板面積,d為極板間的距離。)
定義式:電容器的電勢能計算公式:多電容器并聯(lián)計算公式:多電容器串聯(lián)計算公式:二、穿心電容與普通電容的區(qū)別?
穿心電容是一種三端電容,與普通的三端電容相比,由于它直接安裝在金屬面板上,因此它的接地電感更小,幾乎沒有引線電感的影響,因此穿心電容較普通電容有更高的自諧振頻率;另外,它的輸入輸出端被金屬板隔離,消除了高頻耦合,這兩個特點(diǎn)決定了穿心電容具有接近理想電容的濾波效果。
三、穿心電容為何能有效地濾除高頻噪聲?
在實際工程中,要濾除的電磁噪聲頻率往往高達(dá)數(shù)百M(fèi)Hz,甚至超過1GHz。對這樣高頻的電磁噪聲必須使用穿心電容才能有效地濾除。普通電容之所以不能有效地濾除高頻噪聲,是因為兩個原因:一個原因是電容引線電感造成電容諧振,對高頻信號呈現(xiàn)較大的阻抗,削弱了對高頻信號的旁路作用;另一個原因是導(dǎo)線之間的寄生電容使高頻信號發(fā)生耦合,降低了濾波效果。
穿心電容是一種三端電容,因其空心的物理結(jié)構(gòu)而得名。屏蔽腔體輸出或輸入的低頻信號(包括電源),經(jīng)過穿心式電容接進(jìn)來,可以過濾掉一部分帶進(jìn)來的噪聲,因此,穿心式電容在很多專用高頻、微波等設(shè)備中大量使用。穿心電容與普通的三端電容相比,由于它直接安裝在金屬面板上,因此它的接地電感更小,幾乎沒有引線電感的影響,另外,它的輸入輸出端被金屬板隔離,利用金屬面板起到高頻隔離的作用,消除了高頻耦合,這兩個特點(diǎn)決定了穿心電容具有接近理想電容的濾波效果。
四、主要應(yīng)用穿心電容主要應(yīng)用于:饋通濾波器、低通濾波器、EMI濾波器、信號濾波器、濾波電容器、焊接式饋通濾波器、螺紋式饋通濾波器。
五、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及選型注意點(diǎn)較簡單的穿心結(jié)構(gòu)是由內(nèi)外電極和陶瓷構(gòu)成的一個(C型)或兩個電容(Pi型)。
穿心電容的介質(zhì)為陶瓷介質(zhì),而陶瓷電容的容量會隨環(huán)境溫度變化而變化,這種容量變化會影響濾波器的濾波截止率。陶瓷電容的容量溫度變化率是由陶瓷介質(zhì)本身決定的。因此,選擇適當(dāng)?shù)奶沾山橘|(zhì)非常重要。