电容与频率的关系

电容与频率的关系电容与频率是离不开的，关系应该是很密切的，大容量的电容对高频的响应很差对低频的响应却好，而容量小的电容对低频的响应很差而对高频的响应却非常好，可是容量的大小与频率的大小关系到底怎样想听听大家的意见，希望有道同仁一起讨论。电容容量与频率是曲线关系，在谐振点之前，电容容量随频率的增加而减小，在谐振点之后，电容容量随频率的增加而增加。 上面说的曲线关系，是电容量与频率的关系，即Z(=ESR+jwL-j/wC)与频率的关系。在低频范围内，电容呈现容抗特性；中频范围内，主要是ESR特性；高频范围内，感抗占主导作用。 简单得说，就是器件上不可避免得带有寄生电感和寄生电容。随着频率的提高，电容的电抗值将越来越接近0，而寄生电感的电抗值却逐渐增大，最后超过电容的电抗而使整个器件表现为电感性。容量越大的电容，其高频电抗值越接近0，就越容易被本身的寄生电感所超越。这个在数学上也很简单，把电容等效成电容+寄生电感+寄生电阻，如green novice所说，Z=ESR+jwL-j/wC，其低频为电容性，高频为电感性，在谐振频率上表现为一个纯电阻。同理，电感在高频也可能表现为电容性，而且越大的电感越容易发生这样的事情。 电容的大小和频率也与它们的制造工艺有关系! 电容与频率的关系是曲线的，有没有这方面的关系计算式。可以在实践在套用。 设计时应确定使用高频低频中频三种去耦电容，中频与低频去耦电容可根据器件与PCB功耗决定,可分别选47-1000uF和470-3300uF；高频电容计算为: C=P/V*V*F频率特性：指电容器的电参数随电场频率而变化的性质。在高频条件下工作的电容器，由于介电常数在高频时比低频时小，电容量也相应减小，损耗也随频率的升高而增加。另外，在高频工作时，电容器的分布参数，如极片电阻、引线和极片间的电阻、极片的自身电感、引线电感等，都会影响电容器的性能。所有这些，使得电容器的使用频率受到限制。理论和实验表明 平行板电容器的电容C跟介电常数成正比 跟正对面积成反比 根极板间的距离d成反比 有C=S/4kd式中k为静电力常量介电常数由两极板之间介质决定电容对交流电的阻碍作用叫做容抗。电容量大，交流电容易通过电容，说明电容量大，电容的阻碍作用小；交流电的频率高，交流电也容易通过电容，说明频率高，电容的阻碍作用也小。实验证明，容抗和电容成反比，和频率也成反比。如果容抗用XC表示，电容用C（F）表示，频率用f（Hz)表示，那么Xc=1/2fc 容抗的单位是欧。知道了交流电的频率f和电容C，就可以用上式把容抗计算出来。 线圈的电感对交流电有阻碍作用，这个阻碍叫做感抗。电感量大，交流电难以通过线圈，说明电感量大，电感的阻碍作用大；交流电的频率高，交流电也难以通过线圈，说明频率高，电感的阻碍作用也大。实验证明，感抗和电感成正比，和频率也成正比。如果感抗用XL表示，电感用L（H）表示，频率用f（Hz)表示，那么XL=2fL感抗的单位是欧。知道了交流电的频率f和线圈的电感L，就可以用上式把感抗计算出来。窗体顶端电阻外，电容（Capacitor）是第二种最常用的元件。电容的主要物理特征是储存电荷。由于电荷的储存意味着能的储存，因此也可说电容器是一个储能元件，确切的说是储存电能。两个平行的金属板即构成一个电容器。电容也有多种多样，它包括固定电容，可变电容，电解电容，瓷片电容，云母电容，涤纶电容，钽电容等，其中钽电容特别稳定。电容有固定电容和可变电容之分。固定电容在电路中常常用来做为耦合，滤波，积分，微分，与电阻一起构成RC充放电电路，与电感一起构成LC振荡电路等。可变电容由于其容量在一定范围内可以任意改变，所以当它和电感一起构成LC回路时，回路的谐振频率就会随着可变电容器容量的变化而变化。一般接受机电路就是利用这样一个原理来改变接收机的接收频率的。 所谓电容，就是容纳和释放电荷的电子元器件。电容的基本工作原理就是充电放电， 当然还有整流、振荡以及其它的作用。另外电容的结构非常简单，主要由两块正负电极和 夹在中间的绝缘介质组成，所以电容类型主要是由电极和绝缘介质决定的。电容的用途非常多，主要有如下几种： 1隔直流：作用是阻止直流通过而让交流通过。 2旁路（去耦）：为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。 3耦合：作为两个电路之间的连接，允许交流信号通过并传输到下一级电路 4滤波：这个对DIY而言很重要，显卡上的电容基本都是这个作用。 5温度补偿：针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响，而进行补偿，改善电路的稳定性。 6计时：电容器与电阻器配合使用，确定电路的时间常数。 7调谐：对与频率相关的电路进行系统调谐，比如手机、收音机、电视机。 8整流：在预定的时间开或者关半闭导体开关元件。 9储能：储存电能，用于必须要的时候释放。例如相机闪光灯，加热设备等等。（如今某些电容的储能水平已经接近锂电池的水准，一个电容储存的电能可以供一个手机使用一天。 生产就是酸甜苦辣,努力,发挥聪明才智,明天会更好F=1/(2*(L*C)1/2)1 频率越高电容的容抗就越小，高频交流电很容易通过电容.f=12兀乘以LC开根号 2在谐振电路中可以改变电容的容量来改变频率。在纯电容电路中频率 f=1/ 2 c Xc c 容量，Xc容抗 可见频率与容量成反比，增大电容量将降低频率，减小电容量将提高频率。只有在LC振荡电路中，才有f=1/2*根号下LC。 在其它地方频率与电容没有什么关系。 电容器的频率特性 电容器的频率特性是指电容器电容量等参数随频率变化的关系。一般来讲，电容器在高频下工作时，随着工作频率的升高，由于绝缘介质介电系数减小，电容量将会减小，而损耗将增大，并且会影响电容器的分布参数。为了保证电容器的稳定性，一般应将电容器的极限工作频率选择在电容器固有谐振频率的1/3 - 1/2 。电容的频率特性文章出处： 发布时间： 2008/10/20 | 5190 次阅读 | 2次推荐 | 0条留言业界领先的TEMPO评估服务高分段能力，高性能贴片保险丝专为OEM设计师和工程师而设计的产品Samtec连接器 完整的信号来源每天新产品 时刻新体验完整的15A开关模式电源当频率很高时，电容不再被当做集总参数看待，寄生参数的影响不可忽略。寄生参数包括Rs，等效串联电阻（ESR）和Ls等效串联电感（ESL）。电容器实际等效电路如图1所示，其中C为静电容，1Rp为泄漏电阻，也称为绝缘电阻，值越大（通常在G级以上），漏电越小，性能也就越可靠。因为Pp通常很大（G级以上），所以在实际应用中可以忽略，Cda和Rda分别为介质吸收电容和介质吸收电阻。介质吸收是一种有滞后性质的内部电荷分布，它使快速放电后处于开路状态的电容器恢复一部分电荷。ESR和ESL对电容的高频特性影响最大，所以常用如图1（b）所示的串联RLC简化模型，可以计算出谐振频率和等效阻抗：图1 去耦电容模型图电容器串联RLC模型的频域阻抗图如图2所示，电容器在谐振频率以下表现为容性；在谐振频率以上时表现为感性，此时的电容器的去耦作用逐渐减弱。同时还发现，电容器的等效阻抗随着频率的增大先减小后增大，等效阻抗最小值为发生在串联谐振频率处的ESR。图2 电容器串联RLC模型的频域阻抗图由谐振频率式（48）可得出，容值大小和ESL值的变化都会影响电容器的谐振频率，如图3所示。由于电容在谐振点的阻抗最低，所以设计时尽量选用fR和实际工作频率相近的电容。在工作频率变化范围很大的环境中，可以同时考虑一些fR较小的大电容与fR较大的小电容混合使用。图3 容值和ESL的变化对电容器频率特性的影响窗体底端