从电容的阻抗曲线看滤波

电容在电路中很大一部分作用是用来滤波的，比如常常在芯片的电源引脚加上电容来滤除纹波和噪声。

电容在交流信号下的等效电路是一个电阻电感电容的串联，这个电阻称为等效串联电阻，电感称为等效串联电感 。

它的阻抗计算公式是这个

这个是电容的阻抗随频率变化的曲线，类似于一个V字形，阻抗最低点对应的频率是电容的谐振频率。

当频率小于谐振频率时，电容呈现容性。

当信号频率大于谐振频率时电容呈现感性。

滤波就是要选择对应纹波噪声频率处阻抗低的电容，这样在电容上产生的电压波动小，滤波效果也就好。

这一组曲线是村田47uF到1nF贴片陶瓷电容的阻抗曲线。

从这组曲线我们可以得出一般结论，容量大的电容整体阻抗小，谐振频率低，主要滤除频率相对较低的纹波和噪声。

容量小的电容整体阻抗大，谐振频率高，主要滤除频率相对较高的纹波和噪声。

而铝电解电容它的谐振频率一般在10KHZ-100KHZ左右。主要滤除低频的纹波和噪声。

所以我们在对芯片电源滤波时需要根据实际的纹波和噪声的频率来选择电容的容值，而不是一成不变的选择某个容量的电容。

我们常常会看到在芯片电源引脚是多个电容并联进行滤波的，

比如有两个阻抗曲线是虚线的电容并联，他们的谐振频率分别是f1和f2，那么这两个电容并联后的等效阻抗曲线如实线所示，有两个阻抗相对较低点，这样能增大滤除的纹波和噪声的频率范围。

如果是多个同样容值的电容并联，并不能改变电容并联的谐振频率，但是能整体降低电容的阻抗，就相当于多个电阻并联，等效电阻是减小的，对滤除该谐振频率附近的纹波和噪声也是有作用的。