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Wi-Fi產(chǎn)品射頻電路調(diào)試經(jīng)驗談

2014-01-10 來源:微波射頻網(wǎng) 字號:
2.3.1、電容的等效電路

我們知道,電容的材料決定著電容的特性參數(shù),電容的等效電路如圖2-3所示。C是電容自身的容值,Rp為并聯(lián)的絕緣電阻,Rs是電容的熱損耗,L是電容的引腳的電感。

電容的等效電路

圖2-3 電容的等效電路

關(guān)于電容,我在這里介紹幾個平時大家在選料是可能不會關(guān)注的參數(shù)。

功率因數(shù)(Power Factor,縮寫:PF)--對于一個理想的電容器,交變的電流在相位上會落后與電壓90°,但是在實際的電容器中,由于Rs與Rp的存在這個相位ø會小于90°,因此,PF=cosø,功率因數(shù)是很多因素共同作用的結(jié)果,如溫度,頻率,電介質(zhì)的材料等。

等效串聯(lián)電阻(Effective Senies Resistance,ESR)--這個電阻是Rs、Rp以及電容的交流阻抗的結(jié)合,定義為

耗散因數(shù)(Dissipation Factor,DF)--耗散因數(shù)是交流阻抗與電容的電抗的比值,即

Q--Q值是射頻電路設(shè)計中一個極為重要的參數(shù),一個元件的Q值也很重要,電容的Q值定義為。很明顯,Q值越大,電容的質(zhì)量越好。

圖2-4定性的給出了電容在不同頻率下的表現(xiàn)出的電抗特性。圖中的縱軸為插入損耗(Insertion Loss),也就是由于電容的加入引起的損耗。

電容在不同頻率下的電抗特性

圖2-4 電容在不同頻率下的電抗特性

顯然,在轉(zhuǎn)折之前,電容表現(xiàn)出的是電容的特性,轉(zhuǎn)折之后,電容表現(xiàn)出來的卻是電感的特性。一般來說,大容量的電容會比小容量的電容表現(xiàn)出更多的電感特性。因此,在250MHz的頻率下,一個0.1uF的旁路電容不一定比100pF的電容效果更好。換句話說,容抗的經(jīng)典公式
 

似乎說明當(dāng)頻率一定時,電容的容量越大,容抗越小。但是在微波率下,結(jié)論是相反的。在微波頻率下,一個0.1uF的電容會表現(xiàn)出比100pF電容更大的阻抗,這也是我們在設(shè)計電源電路時為什么要在大容量的電解電容兩端并聯(lián)小容量的電容的原因,這些小容量的電容用于消除高頻的噪聲信號。

2.3.2、電容的容量與溫度特性

在CIS庫中選料時,我們總會發(fā)現(xiàn)電容有一項參數(shù)為X7R或者X5R,NPO等,我特此搜尋相關(guān)資料,翻譯過來,寫在這一節(jié)中。

這類參數(shù)描述了電容采用的電介質(zhì)材料類別,溫度特性以及誤差等參數(shù),不同的值也對應(yīng)著一定的電容容量的范圍。具體來說,就是:

X7R常用于容量為3300pF~0.33uF的電容,這類電容適用于濾波,耦合等場合,電介質(zhì)常數(shù)比較大,當(dāng)溫度從0°C變化為70°C時,電容容量的變化為±15%;

Y5P與Y5V常用于容量為150pF~2nF的電容,溫度范圍比較寬,隨著溫度變化,電容容量變化范圍為±10%或者+22%/-82%。

對于其他的編碼與溫度特性的關(guān)系,大家可以參考表2-1。例如,X5R的意思就是該電容的正常工作溫度為-55°C~+85°C,對應(yīng)的電容容量變化為±15%。

表2-1 電容的溫度與容量誤差編碼

電容的溫度與容量誤差編碼

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