如何對(duì)高速電路上或電源系統(tǒng)中的電容進(jìn)行測(cè)量呢

電容是每一個(gè)電路上都會(huì)使用的器件，電容會(huì)應(yīng)用在電源系統(tǒng)中，也會(huì)應(yīng)用于信號(hào)線上。在低速電路中，我們可以把電容稱(chēng)之為電容，但是在高速電路上或電源系統(tǒng)中，電容已經(jīng)不僅僅是電容，而是一個(gè)由等效電容、等效電阻和等效電感組成的一個(gè)電路，簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)如圖50.1所示。

所以，電容參數(shù)的測(cè)量就不能再使用簡(jiǎn)單的萬(wàn)用表來(lái)測(cè)量啦！而需要使用網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行測(cè)量，使用網(wǎng)絡(luò)分析測(cè)試時(shí)，最常用的方式有并聯(lián)測(cè)試法和串聯(lián)測(cè)試法，示意圖如圖所示。

并聯(lián)測(cè)試法和串聯(lián)測(cè)試法對(duì)比

并聯(lián)測(cè)試方法簡(jiǎn)化裝置如圖所示。

并聯(lián)測(cè)試法簡(jiǎn)化裝置

從圖52.1和圖52.2中可以看到，不論是并聯(lián)測(cè)試方法還是串聯(lián)測(cè)試方法都采用的2端口網(wǎng)分（當(dāng)然，也可以考慮用4端口測(cè)試方法，有興趣的可以去Google下），這樣測(cè)試獲得的參數(shù)就是2端口的S參數(shù)，即*.S2P的文件，如圖所示是一顆電容的S參數(shù)文件。

電容S參數(shù)文件

通過(guò)S參數(shù)，工程師可以了解到其阻抗特性、損耗等，也就是電容的濾波特性，其阻抗特性曲線如圖所示。

電容阻抗特性曲線

這種測(cè)試電容的步驟其實(shí)非常簡(jiǎn)單，在測(cè)試時(shí)要按照電容的封裝大小設(shè)計(jì)一塊測(cè)試夾具板和校準(zhǔn)板，然后把電容焊接上去，通過(guò)AFR或TRL或SOLT的校準(zhǔn)方式進(jìn)行校準(zhǔn)后就可以直接測(cè)試電容了（推薦使用AFR校準(zhǔn)，這是最簡(jiǎn)單的校準(zhǔn)方式，設(shè)計(jì)的板子也簡(jiǎn)單一些）。

電容的S參數(shù)模型可以應(yīng)用于信號(hào)完整性和電源完整性仿真中。在使用SIPro/PIPro仿真時(shí)，可能有的工程師會(huì)有疑惑，為什么在軟件中添加*.S2P的S參數(shù)時(shí)會(huì)強(qiáng)制變?yōu)?.S1P呢？這是否有問(wèn)題？

首先答案是肯定不會(huì)有問(wèn)題。對(duì)于電容這類(lèi)器件，在測(cè)量的數(shù)據(jù)就是S2P，而不是S1P，這是因?yàn)樵跍y(cè)量時(shí)使用的2端口的網(wǎng)分測(cè)試的。而在仿真時(shí)使用的是S1P的文件，這樣有一個(gè)優(yōu)勢(shì)，就是減弱了器件對(duì)夾具板的影響，這樣就增加了其設(shè)計(jì)的性能。有興趣的也可以搭建一個(gè)仿真電路去分析電容的S1P和S2P的效果是否一樣，原理圖如圖所示。

電容仿真電路原理

S21使用的是S2P模型文件，連接的snp元件這是正常的仿真S參數(shù)的連接方式；S43使用的是S2P文件把Ground不連接；S65使用的是S1P的模型文件，Ground連接到TermG上，獲得的結(jié)果如圖52.6所示。

電容仿真結(jié)果圖

很顯然，三條曲線是重合的，說(shuō)明S2P和S1P是等效的。

審核編輯：劉清