濾波電容的選擇
其實(shí)濾波應(yīng)該也包含兩個(gè)方面，也就是各位所說(shuō)的大容值和小容值的，就是去耦和旁路。原理我就不說(shuō)了，實(shí)用點(diǎn)的，一般數(shù)字電路去耦0.1uF即可，用于10M以下；20M以上用1到10個(gè)uF，去除高頻噪聲好些，大概按C=1/f 。旁路一般就比較的小了，一般根據(jù)諧振頻率一般為0.1或0.01uF。
說(shuō)到電容，各種各樣的叫法就會(huì)讓人頭暈?zāi)垦?，旁路電容，去耦電容，濾波電容等等，其實(shí)無(wú)論如何稱(chēng)呼，它的原理都是一樣的，即利用對(duì)交流信號(hào)呈現(xiàn)低阻抗的特性，這一點(diǎn)可以通過(guò)電容的等效阻抗公式看出來(lái)：Xcap=1/2лfC，工作頻率越高，電容值越大則電容的阻抗越小。
在電路中，如果電容起的主要作用是給交流信號(hào)提供低阻抗的通路，就稱(chēng)為旁路電容；如果主要是為了增加電源和地的交流耦合，減少交流信號(hào)對(duì)電源的影響，就可以稱(chēng)為去耦電容；如果用于濾波電路中，那么又可以稱(chēng)為濾波電容；除此以外，對(duì)于直流電壓，電容器還可作為電路儲(chǔ)能，利用沖放電起到電池的作用。而實(shí)際情況中，往往電容的作用是多方面的，我們大可不必花太多的心思考慮如何定義。本文里，我們統(tǒng)一把這些應(yīng)用于高速PCB設(shè)計(jì)中的電容都稱(chēng)為旁路電容。電容的本質(zhì)是通交流，隔直流，理論上說(shuō)電源濾波用電容越大越好。
但由于引線(xiàn)和PCB布線(xiàn)原因，實(shí)際上電容是電感和電容的并聯(lián)電路，（還有電容本身的電阻，有時(shí)也不可忽略）這就引入了諧振頻率的概念：ω=1/（LC）1/2在諧振頻率以下電容呈容性，諧振頻率以上電容呈感性。因而一般大電容濾低頻波，小電容濾高頻波。這也能解釋為什么同樣容值的STM封裝的電容濾波頻率比DIP封裝更高。
一般來(lái)講，大電容濾除低頻波，小電容濾除高頻波。電容值和你要濾除頻率的平方成反比。
具體電容的選擇可以用公式C=4Pi*Pi /（R * f * f ）
電源濾波電容如何選取，掌握其精髓與方法，其實(shí)也不難。
1）理論上理想的電容其阻抗隨頻率的增加而減少（1/jwc），但由于電容兩端引腳的電感效應(yīng)，這時(shí)電容應(yīng)該看成是一個(gè)LC串連諧振電路，自諧振頻率即器件的FSR參數(shù)，這表示頻率大于FSR值時(shí)，電容變成了一個(gè)電感，如果電容對(duì)地濾波，當(dāng)頻率超出FSR后，對(duì)干擾的抑制就大打折扣，所以需要一個(gè)較小的電容并聯(lián)對(duì)地，可以想想為什么？
原因在于小電容，SFR值大，對(duì)高頻信號(hào)提供了一個(gè)對(duì)地通路，所以在電源濾波電路中我們常常這樣理解：大電容慮低頻，小電容慮高頻，根本的原因在于SFR（自諧振頻率）值不同，當(dāng)然也可以想想為什么？如果從這個(gè)角度想，也就可以理解為什么電源濾波中電容對(duì)地腳為什么要盡可能靠近地了。
2）那么在實(shí)際的設(shè)計(jì)中，我們常常會(huì)有疑問(wèn)，我怎么知道電容的SFR是多少？就算我知道SFR值，我如何選取不同SFR值的電容值呢？是選取一個(gè)電容還是兩個(gè)電容？
電容的SFR值和電容值有關(guān)，和電容的引腳電感有關(guān)，所以相同容值的0402，0603，或直插式電容的SFR值也不會(huì)相同，當(dāng)然獲取SFR值的途徑有兩個(gè)，
1）器件Data sheet，如22pf0402電容的SFR值在2G左右，
2）通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分析儀直接量測(cè)其自諧振頻率，想想如何量測(cè)？S21？
知道了電容的SFR值后，用軟件仿真，如RFsim99，選一個(gè)或兩個(gè)電路在于你所供電電路的工作頻帶是否有足夠的噪聲抑制比。仿真完后，那就是實(shí)際電路試驗(yàn)，如調(diào)試手機(jī)接收靈敏度時(shí)，LNA的電源濾波是關(guān)鍵，好的電源濾波往往可以改善幾個(gè)dB.
經(jīng)過(guò)整流橋以后的是脈動(dòng)直流，波動(dòng)范圍很大。后面一般用大小兩個(gè)電容，大電容用來(lái)穩(wěn)定輸出，眾所周知電容兩端電壓不能突變，因此可以使輸出平滑；小電容是用來(lái)濾除高頻干擾的，使輸出電壓純凈。電容越小，諧振頻率越高，可濾除的干擾頻率越高。
1、容量選擇：
?。?）大電容，負(fù)載越重，吸收電流的能力越強(qiáng)，這個(gè)大電容的容量就要越大；
?。?）小電容，憑經(jīng)驗(yàn)，一般104即可。
1、電容對(duì)地濾波，需要一個(gè)較小的電容并聯(lián)對(duì)地，對(duì)高頻信號(hào)提供了一個(gè)對(duì)地通路。
2、電源濾波中電容對(duì)地腳要盡可能靠近地。
3、理論上說(shuō)電源濾波用電容越大越好，一般大電容濾低頻波、小電容濾高頻波。
4、可靠的做法是將一大一小兩個(gè)電容并聯(lián)，一般要求相差兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上，以獲得更大的濾波頻段。
具體案例： AC220-9V再經(jīng)過(guò)全橋整流后，需加的濾波電容是多大的？再經(jīng)78LM05后需加的電容又是多大？
前者電容耐壓應(yīng)大于15V，電容容量應(yīng)大于2000微發(fā)以上。后者電容耐壓應(yīng)大于9V，容量應(yīng)大于220微發(fā)以上。
2、有一電容濾波的單相橋式整流電路，輸出電壓為24V，電流為500mA，要求：
?。?）選擇整流二極管；
?。?）選擇濾波電容；
?。?）另：電容濾波是降壓還是增壓？
?。?）因?yàn)闃蚴绞侨ǎ悦總€(gè)二極管電流只要達(dá)到負(fù)載電流的一半就行了，所以二極管最大電流要大于250mA；電容濾波式橋式整流的輸出電壓等于輸入交流電壓有效值的1.2倍，所以你的電路輸入的交流電壓有效值應(yīng)是20V，而二極管承受的最大反壓是這個(gè)電壓的根號(hào)2倍，所以，二極管耐壓應(yīng)大于28.2V。
（2）選取濾波電容：1、電壓大于28.2V；2、求C的大?。汗絉C≥（3--5）×0.1秒，本題中R=24V/0.5A=48歐，所以可得出C≥（0.00625--0.0104）F，即C的值應(yīng)大于6250μF。
?。?）電容濾波是升高電壓。
濾波電容的選用原則在電源設(shè)計(jì)中，濾波電容的選取原則是： C≥2.5T/R；
其中： C為濾波電容，單位為UF；
T為頻率， 單位為Hz；
R為負(fù)載電阻，單位為Ω。
當(dāng)然，這只是一般的選用原則，在實(shí)際的應(yīng)用中，如條件（空間和成本）允許，都選取C≥5T/R。
3.濾波電容的大小的選取
PCB制版電容選擇
印制板中有接觸器、繼電器、按鈕等元件時(shí)．操作它們時(shí)均會(huì)產(chǎn)生較大火花放電，必須采用RC吸收電路來(lái)吸收放電電流。一般R取1~2kΩ，C取2.2~4.7μF，一般的10PF左右的電容用來(lái)濾除高頻的干擾信號(hào)，0.1UF左右的用來(lái)濾除低頻的紋波干擾，還可以起到穩(wěn)壓的作用。
濾波電容具體選擇什么容值要取決于你PCB上主要的工作頻率和可能對(duì)系統(tǒng)造成影響的諧波頻率，可以查一下相關(guān)廠(chǎng)商的電容資料或者參考廠(chǎng)商提供的資料庫(kù)軟件，根據(jù)具體的需要選擇。至于個(gè)數(shù)就不一定了，看你的具體需要了，多加一兩個(gè)也挺好的，暫時(shí)沒(méi)用的可以先不貼，根據(jù)實(shí)際的調(diào)試情況再選擇容值。如果你PCB上主要工作頻率比較低的話(huà)，加兩個(gè)電容就可以了，一個(gè)慮除紋波，一個(gè)慮除高頻信號(hào)。如果會(huì)出現(xiàn)比較大的瞬時(shí)電流，建議再加一個(gè)比較大的鉭電容。
其實(shí)濾波應(yīng)該也包含兩個(gè)方面，也就是各位所說(shuō)的大容值和小容值的，就是去耦和旁路。原理我就不說(shuō)了，實(shí)用點(diǎn)的，一般數(shù)字電路去耦0.1uF即可，用于10M以下；20M以上用1到10個(gè)uF，去除高頻噪聲好些，大概按C=1/f 。旁路一般就比較的小了，一般根據(jù)諧振頻率一般為0.1或0.01uF。
說(shuō)到電容，各種各樣的叫法就會(huì)讓人頭暈?zāi)垦?，旁路電容，去耦電容，濾波電容等等，其實(shí)無(wú)論如何稱(chēng)呼，它的原理都是一樣的，即利用對(duì)交流信號(hào)呈現(xiàn)低阻抗的特性，這一點(diǎn)可以通過(guò)電容的等效阻抗公式看出來(lái)：Xcap=1/2πfC，工作頻率越高，電容值越大則電容的阻抗越小。。在電路中，如果電容起的主要作用是給交流信號(hào)提供低阻抗的通路，就稱(chēng)為旁路電容；如果主要是為了增加電源和地的交流耦合，減少交流信號(hào)對(duì)電源的影響，就可以稱(chēng)為去耦電容；如果用于濾波電路中，那么又可以稱(chēng)為濾波電容；除此以外，對(duì)于直流電壓，電容器還可作為電路儲(chǔ)能，利用沖放電起到電池的作用。而實(shí)際情況中，往往電容的作用是多方面的，我們大可不必花太多的心思考慮如何定義。本文里，我們統(tǒng)一把這些應(yīng)用于高速PCB設(shè)計(jì)中的電容都稱(chēng)為旁路電容。
電容的本質(zhì)是通交流，隔直流，理論上說(shuō)電源濾波用電容越大越好。但由于引線(xiàn)和PCB布線(xiàn)原因，實(shí)際上電容是電感和電容的并聯(lián)電路，（還有電容本身的電阻，有時(shí)也不可忽略），這就引入了諧振頻率的概念：ω=1/（LC）1/2
在諧振頻率以下電容呈容性，諧振頻率以上電容呈感性。因而一般大電容濾低頻波，小電容濾高頻波。這也能解釋為什么同樣容值的STM封裝的電容濾波頻率比DIP封裝更高。
至于到底用多大的電容，這是一個(gè)參考：
不過(guò)僅僅是參考而已，用老工程師的話(huà)說(shuō)——主要靠經(jīng)驗(yàn)。更可靠的做法是將一大一小兩個(gè)電容并聯(lián)，一般要求相差兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上，以獲得更大的濾波頻段。一般來(lái)講，大電容濾除低頻波，小電容濾除高頻波。電容值和你要濾除頻率的平方成反比。
具體電容的選擇可以用公式C=4Pi*Pi /（R * f * f ）