请教耦合电容选取问题

yangyy · 发表于 2006-9-4 09:40:00

关于电路的耦合问题，通常应该选取多大的电容呢，我在网上查到有这样一种计算公式：
F=1/(2*π*R*C)
其中，F是最低截止频率，R是电容后面的负载（对于输入电容就是放大器的输入电阻，对于输出电容就是放大器的负载电阻），C就是耦合电容的数值。
但是用这个计算出来和实际电路图上的电容值又相差很大，而且串一电容、并一电阻的组成的应该是一个高通滤波器，所以我还有一点搞不明白的时这个公式里面的频率应该是高通截止频率还是低通截止频率。所以请大虾指教一下，这个估算方式到底对不对呢，具体应该怎么考虑呢，谢谢大家了
[em05]

yangyy · 发表于 2006-9-4 09:44:00

我居然也变成了高级R&D工程师，惭愧惭愧啊

lui1978 · 发表于 2006-9-4 12:30:00

低频情况下，选取电容的方法就跟楼主所述的差不多，原则上是越大越好，当然，计算时一般选择下限频率、补偿低频频响，音响电路里面很多时候就是这么干的。如果还要照顾高频，那就采用两个一大一小电容并联的办法试试看。一般估算时候采用的低端截止频率要比你需要的最低频率低5－10倍，高频则要选高5－10倍。还要注意电容的材料和工艺，音频频段常用电解、聚丙烯和涤纶电容，几百K用独石（低频瓷介）的足够了，上兆的就用高频瓷介，30兆以上的最好不用涤纶、低频瓷介和有长引线的铝电解，它们很有可能已经变成电感了。

射频的情况下就复杂一些，最好用半波长谐振腔法，通过做一个陷波器、观察陷波深度来测试电容的等效射频串联电阻ESR，越小越好。本人试过用微带腔体来做，但是Q值低，测得的数值偏大，一般S波段上，只能测到陷波-30dB的水平、也就是只能测得略小于1欧姆的等效串联电阻。倘若改用同轴腔体来做、Q值高，有可能将动态范围提高到50－60dB，那就可以测得毫欧姆数量级、够准确了。不过，这种方法来挑选旁路电容确实是个麻烦事，有现成的微波电容就直接用吧。
一点体会：通过亲身的实验，发现同样大小的0805贴片电容，S波段上，100－300pF标称值的电阻最小，ESR约0.9欧姆（其实都偏大了）；而1000pF和0.1uF（贴片封装为1206）的都比100－300p的差，0.1uF的ESR甚至达到14欧姆。容量大、体色较深的贴片电容，似乎损耗更大一些，ESR都较浅色的、低容量电容的大。

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yangyy · 发表于 2006-9-5 09:57:00

谢谢楼上的回答，我的理解对不对呢，是不是耦合电容的话和后面的电阻可以看作是一个高通滤波器，旁路电容的话和前面的电阻看成是低通滤波器，设计时电容值的选取要考虑到 "比你需要的最低频率低5－10倍，高频则要选高5－10倍"。这种估算方法是不是只是适用于低频阿？

我是做射频的，射频电路上一般都用表贴的陶瓷电容，容值也不会选取的很大。

另外楼上的下半段话，是不是这个意思，选取电容的时候要注意他的ESR，ESR越小越好呢。

还是不太明白，高手们再给点指点吧，，

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lui1978 · 发表于 2006-9-5 10:34:00

就是这个意思了——ESR越小，RF信号越容易通过，旁路或耦合的效果越好。没有办法知道电容厂家、质量好坏的情况下，测量ESR还是很必要的；当然，要是能保证供货渠道，选用质量过关的微波电容是最直接最省事的了。[br]+1 RD币

lui1978 · 发表于 2006-9-5 10:39:00

楼主所说的估算办法，公式是肯定广泛适用的，但是射频上面有没有这样用的，就见仁见智了，毕竟射频电路寄生参数多，用集中参数的方法来估算，有时还是不够精确的。除了电路以外，元件本身的射频特性都与低频特性很不一样，即使公式对了，也没有用。

所以在不清楚元件性能的时候，还是做一下RF特性检测保险一些，只是手续麻烦些，做产品的进度怕是赶不上了。
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yangyy · 发表于 2006-9-6 11:02:00

楼上的意思是说，没有可以估算的方法喽？到底该怎么选值啊？难道只能试？

lui1978 · 发表于 2006-9-6 13:58:00

个人感觉，只有根据经验选取、结合测试选择的办法，反正自己就是这么干的，也不知道对不对。自己选择用过的范围（均是对小功率小信号的情况而言）：40M以下，0.1uF的贴片可以放心用，低频瓷介只能用到30M；40－1000M以内，1000pF的贴片可以放心用；L、S波段，用220－330pF来旁路。更高的频段没有做过。当然，数值不是唯一的，调试的时候调出什么结果，都要根据实际电路来定夺，结果不好的时候就要检测元件，比如用1000pF耦合的效果还不如200pF的时候，就要看看这个“1000pF”是否有问题（退一步说，检测元件也是排除故障的基本功夫），也就是说，普通元件的所谓“标称值”到了射频上，由于寄生参数作怪，这个数值反而就有可能是骗人的，这时只能根据检测结果来挑选合适的。当然，如果有可靠的RF元件供应，一般不会出什么大问题的。

个人的观点（本人数学不好）：工程的东西，没有“唯一”和“最佳”的说法，能调出来、达到指标，这个结果就是好的、有用的。[br]+3 RD币

lui1978 · 发表于 2006-9-6 14:12:00

为了更实际些，举本人亲自做过的一个有趣的测试：用色标为“蓝”的高频陶瓷电容（温度系数为负数），标称值2.4pF，将引线齐根剪短、仅仅剩下1mm左右，焊在自制的夹具上（夹具事先已经校正过），用矢网和半波长谐振器法检测其在S波段的特性。发现其ESR仅有1欧姆左右；而根据标称值估算，ESR应该有28欧姆（也就是容抗，1/(2*PI*2.4*2.4*10^(-12)*10^9)）。这下子好了，2.4pF竟然还能用来做旁路了，奇怪了吧。可见，RF上面，低频的标称值都没有意义了，不检测还真的不敢用。[br]+3 RD币

yangyy · 发表于 2006-9-7 08:42:00

谢谢楼上的一直热心的关注我的帖子，我明白一些了，再慢慢思考。
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junny · 发表于 2006-9-7 12:41:00

如果是用SMT的,一般厂方的参数会比较可信;做过RF的人在选用上会明显准确些!

lui1978 · 发表于 2006-9-7 13:32:00

问题是：如果学校里面也跟企业那样，有稳定的供货渠道和产品说明，那就不用自己检测元件了；没有条件，也就只好自己想法子了，都是被迫的啊～[em07]

yangyy · 发表于 2006-9-8 08:59:00

我们的器件一般都是从城隍庙那样的地方买的，从来都是买来就用了，也没有检测过，，看来我们做的不够严谨阿，，

wishiloveu · 发表于 2006-9-8 16:41:00

学到了不少，感谢[em01]

bluemoutain · 发表于 2011-4-9 21:40:00

学习了学习了，基础知识不能忘啊

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