电容在电路板中起什么作用_电容在电路板中的作用是什么

众所周知，电容是各种电路板中最重要的元件之一。它有很多种类和功能，尤其是它的过滤功能。

一、电容器的滤波功能

也就是说，频率f越大，电容器的阻抗z越小。

当频率较低时，电容C因为阻抗z比较大，可以顺利通过有用信号；

当频率较高时，由于阻抗Z，电容C已经非常小，这相当于将高频噪声短路到GND。

二、电容滤波什么时候会失效？

整流中经常使用电容滤波，经常有“大电容滤低频，小电容滤高频”的说法。

以常见的表面贴装MLCC陶瓷电容器为例，等效模型如下：

容量为10nF、封装为0603的X7R陶瓷的型号参数如下：

由于等效模型中既有电容C又有电感L，形成二阶系统，所以存在不稳定性。对于电路回路，会发生谐振，谐振点在以下频率：

下图是共振曲线的示例：

也就是常说的谐振点前有电容，谐振点后就不再是电容了。

三、LC何时使用LC滤波？

如果电感L串联，然后并联形成C，则形成LC滤波：

单个电容C是一阶系统，单个电感L也是一阶系统，幅度上的衰减斜率为-20dB。而在LC构成的二阶系统中，幅度衰减斜率为-40dB，更接近理想的“陡峭”截止频率，即滤波效果更好。

四、PWM什么是PWM频率？

经常提到PWM，比如用20kHz PWM驱动电机。但实际上，这个20kHz只代表PWM的脉冲周期为50us:

那么所谓的20kHz PWM的频点落在频域的什么位置呢？以下公式：

对于阶跃信号，频率f是无限的，因为上升时间tr无限小。当频率较高时，寄生参数不可忽略，会引起许多谐振问题。

从信号的角度来说，陡阶跃信号会有超调和振荡的问题。简单来说，频率f越大，噪声占用的频率越宽，也就是EMC特性越差。

五、原理图如何与PCB匹配

由于工作分解，原理图和PCB分开了，有两组人分工：

例如，原理图上有以下电路：

一个隐含的问题是，PCB上的V1负极和C1负极之间其实有一条线(PCB布局工具软件用的词更准确，Trace，痕迹)。

往往在设计阶段，A-B-C就会关注它。如果EMC有问题，除了在原理图上找电路参数，还需要特别注意C-D，也就是回路。

如果返回路径不平滑，将会导致信号失真：

例如，在EMC测试中，MCU的ADC采集的信号受到干扰。除了原理图上的分析，信号在PCB上高亮显示，然后耐心寻找信号的返回路径是否不通畅：

想象你头脑中对着信号线的回流路径，这是一点点意识流。

六、摘要

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