Анализ импеданса конденсаторов и частотных характеристик ОПР

1. Введение
Частотные характеристики импеданса конденсатора (| Z |) и эквивалентного серийного сопротивления (ESR) имеют решающее значение для оценки его производительности в конструкции схемы, особенно при подавлении шума и стабилизации напряжения. В этой статье систематически объясняется эти характеристики, сравнивая идеальные и реальные конденсаторы, поддерживаемые формулами и графиками.

2. Идеальное поведение конденсатора
Идеальный импеданс конденсатора является чисто емкостным:

где ω - угловая частота и цис -емкость. Как показано на рисунке 1, ∣z∣decreases обратно пропорционально частоте (рис. 2), а СПР равна нулю (без потерь).

3. Реальное поведение конденсатора
Настоящие конденсаторы проявляют паразитические эффекты (рис. 3):

СОС: Вызвано диэлектрическим потерей и сопротивлением электродам.
ESL: Паразитарная индуктивность из электродов или свиндов.
Их частотная характеристика следует за V-кривой (рис. 4):

Низкочастотный диапазон (емкостная область) : ∣z∣ = 1/ωc, ESR, в котором доминируют диэлектрические потери.
Резонанс : ∣z∣reaches Минимум (∣Z∣ = ESR), определяя саморезонансную частоту.
Высокочастотный диапазон (индуктивный регион) : ∣z∣ = ωl, ESR, влияющий на кожный эффект.

4. Сравнение типов конденсаторов
Для конденсаторов 10 мкф (рис. 5):

Алюминиевая электролитическая: Высокий СПР на высоких частотах (из -за удельной силы электролита).
Многослойная керамика: Отличная высокочастотная производительность с низким СОС.
Фильм -конденсаторы: Низкий ESL, идеально подходит для высокочастотных приложений.

5. Заключение
В высокочастотных цепях СПР и ESL должны быть тщательно рассмотрены. Дизайнеры должны выбирать конденсаторы на основе частотных требований, таких как многослойная керамика для развязки и алюминиевой электролитики для низкочастотной фильтрации.