MCU 芯片PIN腳附近為啥有時放置0.1uF的電容,有時放置0.01uF,

麥克風電路的中為啥放置的是33pF呢?這些值是隨便選一個就可以嗎?

下圖一為AM3354的濾波電截起部分,圖二為麥克風信號輸入端截起電路.

圖一

圖二

先給結論:放置電容的作用只有一個,就是濾除外界干擾.

那么問題來了,濾除干擾一般不都是濾波電路嗎?比如RC濾波,LC濾波.一個電容并聯在電路中怎么濾波呢?如果干擾源是理想的,并聯一個電容肯定不能降低干擾電壓的幅度.(這里有一個誤區,負載兩端的電壓不就是I*XC嗎?是的,電壓是等于這么多,但是XC不同時,電流I會變,所以把干擾源當成電流源不方便分析)

干擾信號一般分遠場和近場,遠場的信號一般是通過天線效應接收到電路里的,天線效應說簡單一點就是,當天線的尺寸和信號的波長近似時(四分之一波長,例于單極子天線,半個波長,偶極子天線),產生諧振,將信號發射出去或接收到電路里來.實際的電路接收外界干擾在,大多可以看成是單極天線和偶極子天線的效果.

近場信號一般是耦合到電路里的,耦合又分為電感耦合,電容耦合,電阻耦合.

電感耦合 :類似于變壓器的初副線,比如兩個電感平行且靠得較近.

電容耦合: 電路板中的兩條平行導線.這種情況發生的較多.

電阻耦合: 串有電阻的一端已被干擾,經過電阻后流到了信號的另一端.

天線是有等效阻抗的,這里主要想說的是電阻,純電阻,比如傳統的天線阻抗都是在50R左右,當然50R是根據實際傳輸線的特征協定的,實際上就算是一個任意天線,在特定的頻率上也有阻抗,比如之前的文章關于NFC天線的測量,確實存在電阻,遠場等效電路如下圖,近場的也與這個相似,就不多說了.

一個確定的電路中,R1為輸入阻抗,一般都較大,為方便分析,假設為開路,那么Vo的電壓為C1的阻抗與R3的分壓得到的值:

Vo= *Vi = *Vi

那么XC越小,Vo就越小.

再看電容的等效電路:

理想電容

實際等效電容

Xc=Resr+Xl+Xc

電容的阻抗與等效電阻,等效電感以及等效電容有關.這些值可以從電容規格書中的阻抗頻率特性區線得到.要想Xc最小,就需要電容處于諧振的情況下,此時阻抗基本上為Resr.

那么基本結論是:

1)這個小電容是用來濾波的,至于是哪個頻段的干擾,需要根據實際應用情況決定.如果是MCU,就需要濾除晶振的干擾,一般STM32有8MHz、16MHz、24MHz、32MHz等多種選擇.因此這個小電容一般選擇100nF.

2)如果是其它頻率,就需要選擇其它的電容,比如AM3354的頻率高達800MHZ,一般用400MHZ,所以用10nf,當然封裝是用0402的,上面是0603的,會有一些偏差.但偏不大.

3)再看麥克風處用的33PF,GSM系統一般采用900M和1800MHZ頻段,在2000MHZ附近.

4)多個電容并聯就諧振后的疊加.

5)封裝越小,諧振頻率越高,且電容的ESR是隨頻率變化而變化,如下圖33PF的ESR曲線.

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