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电容

2022-04-23 14:32:00 【Jasonangel】

电容思维导图如下：

电容有四大作用：去耦、耦合（隔直通交）、滤波、储能。今天我们主要谈论去耦作用。

相信大家都用过这几种电容，板子上最多的是多层陶瓷电容。

钽电容：主要用在电源电路中，博主被它炸过很多次......

这是 STM32F103 最小系统原理图，STM32F103VET6 需要五路 3.3V 供电，他的 3.3V 一般来源于 LDO（低压差线性稳压器），比如 LM1117

LDO 比 DC-DC 的方式（TPS5430）更能提供稳定的电压，但对芯片来说依旧不够，我们需要在芯片供电引脚旁边加上 0.1uF 的去耦电容，让电压中的高频交流部分从电容走到地，从而芯片可以获得稳定的直流电压。因此，去耦电容的摆放需要尽量靠近芯片管脚。

分析电源完整性的时候我们常用的电容模型如下图所示：

ESR 是电容的串联等效电阻，ESL 是电容的串联等效电感，C 才是真正的理想电容。ESR 和 ESL 是由电容的制造工艺和材料决定的，没法消除。ESR 影响电源的纹波，ESL 影响电容的滤波频率特性。

因此，有如下公式：

当频率很低的时候是电容起作用，而频率高到一定的时候电感的作用就不可忽视了，再高的时候电感就起主导作用了。电容就失去滤波的作用了。所以，高频的时候电容就不是单纯的电容了。实际电容的滤波曲线如下图所示。

参见上图，我们想要的最好的滤波效果是在“谷”底，就是曲线凹进去的尖尖，在这个尖尖的时候，滤波效果做好，能够滤除这个频段的干扰，但是，当频率很高的时候，这个时候0.1uF电容个滤波效果就没有0.01uF好了，以此类推，频率再高，选用的滤波电容的量级还要变小。

因此有时候可以采用多阻值电容并联的方式，获得最好的滤波效果。

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