如何選擇電容器實(shí)現(xiàn)高性能的EMI濾波
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圖5：引腳電容器的等效模型。
引腳所產(chǎn)生的電感對阻抗的影響如圖6所示。一個(gè)很好的經(jīng)驗(yàn)算法是，電路板上每0.10"的引腳長度將產(chǎn)生2.5nH的電感。就像低電感電容器將頻率向高處偏移一樣，引腳器件將頻率往低端偏移。要實(shí)現(xiàn)最佳的EMI濾波，必須牢記這一點(diǎn)。
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圖6；引腳長度對0.1 μF電容器的影響。 |
穿心電容器
更好的EMI防護(hù)器件是穿心電容器芯片。這是一個(gè)三端口表面貼裝器件。圖7所示的是穿心電容器的等效電路。該結(jié)構(gòu)在允許信號穿越器件的同時(shí)，利用電容將EMI噪聲濾波到地。
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圖7：穿心電容器的等效電路。 |
對于寄生參數(shù)來說，這種幾何結(jié)構(gòu)具有幾個(gè)有趣的問題。首先，電容器的寄生電感要比具有等效電容的相當(dāng)尺寸的片式電容器要小得多?？梢詼y量穿心電容的寄生電感，大約為250pH。該相同的現(xiàn)象是在降低了電感的同時(shí)也降低了ESR(通道長度，通道長度，通道長度！)最后，穿通部分中電感的引入將增加衰減帶寬。圖8給出了一只100pF的穿心電容和一個(gè)等效的標(biāo)準(zhǔn)片式電容之間的插入損耗比較。
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圖8：100-pF穿心電容和100-pF串聯(lián)模型雙端口 MLCC之間的比較。 |
這里所討論的表面貼裝器件與傳統(tǒng)的穿墻安裝的、采用圓盤式電容的穿心濾波器有直接關(guān)系。
該濾波器的等效電路與穿心片式電容相似，不過圓盤式的形狀具有更低的寄生電感。信號通道或穿越機(jī)箱或外殼的電源線上所用的濾波器對進(jìn)入和輸出的噪聲都予以衰減。當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生高頻(>500MHz)時(shí)，可以用圓盤式的穿心濾波器來隔離不同的系統(tǒng)(如模擬或數(shù)字系統(tǒng))，以便消除有害的干擾。
不過，即便是再好的濾波方案也無法解決電路板設(shè)計(jì)低劣引起的問題。用長度過長，高感應(yīng)的印刷線來連接電容器無疑將影響MLCC的諧振點(diǎn)。
如果將全頻段的所有噪聲都并聯(lián)入地，則地平面就好像一個(gè)天線，將會導(dǎo)致強(qiáng)輻射問題。
任何時(shí)候，如果可能的話，應(yīng)該使用多層板，這樣，無論是電源還是地平面都具有較大的面積，可以降低系統(tǒng)中所產(chǎn)生的EMI問題。
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