高频旁路电容的原理

在电子仪器中，从某一装置输出的交变电流经常有高频成分与低频成分。这时，高频旁路电容器就能起到滤过高频（让高频通过高频旁路电容器所在支路）保留低频（低频输出）的作用，起这种作用的电容器，就叫高频旁路电容器。 通高频，阻低频的电容器对高频成分的容抗小，对低频成分的容抗大，高频成分就通过电容器，而使得低频成分输送到下一级。做这种用途的电容器叫作高频旁路电容器，高频旁路电容器的电容一般比较小。 理解电感或电容首先需要看它的计算公式中的单位，是欧姆。也就是说对于它们所能起作用的电路而言，其作用可以看成电阻。如图1，以前级输出输出各种电成分（包含低频与高频）为开始，以后级输入为结束（仅含低频）。我们知道，电容的容抗与频率有关，频率越高，容抗越低，相当于小电阻。所以对于高频电流而言，图1中的电容器的容抗十分小，也就是相当于一条电阻十分小的支路，于是高频电流就在此处被短路了，而不能到达后级输入。相反，对于低频电流，图1中的电容容抗大，故不会被短路，同时能到达后级输出。 高频旁路电容器频率特性 所有的电容器的引线和电极都含有电感，差别仅在引线和电极的形状不同，决定了电感的大小。图2中示出了电容器的等效电路和它的频率特性。图中表示两只电容量相同的电容器（电容器1和电容器2），由于它们所含的电感量不同，因而呈现了两种不同的频率特性。在电容器1中含有较大的电感量，当频率升到f1时，容抗和感抗相等呈串联谐振状态。频率继续升高时呈电感性，也就是说此时该电容器已经变成一只电感器了。图中另一条曲线表示含有较小电感量的电容器2的频率特性，它可以应用在较高频率的场合。限制电容器上限频率的参；数是电容器的介质损耗角lgδ。lgδ的大小决定于电容器介质的材料。lgδ大的电容器当频率升高时，电容器会严重发热甚致损坏。作为阳极隔直流用的电容器，要选用耐压高介质损耗小的陶瓷或云母介质的电容器。对于作高频旁路的电容器，要注意电容器中含有电感的大小和工作频率的关系。一旦电容器成了电感器，它就不再有旁路高频的作用了。

电源干扰可以以共模或差模方式存在

共模干扰是指电源火线对大地或电源中线对大地之间的干扰，有时称为纵模干扰、不对称干扰或接地干扰。 差模干扰是指线与线之间的干扰，如电源相线与中线之间的干扰，有时称为常模干扰、横模干扰或对称干扰。 共模干扰是由辐射或串扰形式形成的，如雷电、电弧、电台等，来自空间的感应。差模干扰是同一线路中的电机、开关电源及可控硅等在电源线上产生的干扰。 通常线路上的差模分量和共模分量是同时存在的，而且由于线路的阻抗不平衡，两种分量在传输中会互相转变。干扰在线路上经过长距离的传输后，差模分量的衰减要比共模分量大，因为线间阻抗与线地阻抗不同的缘故。共模干扰的频率一般分布在1mhz以上，在传输的同时，会向临近空间辐射，耦合到信号电路中形成干扰，很难防范。差模干扰的频率相对较低，不易形成空间辐射，已经有良好的处理措施，降低共模干扰，设备的敏感度问题大都是由共模干扰引起的。 一个系统的电磁兼容性，实际上体现在两个方面：一方面，一个系统必须以整体电磁环境为依据，要求每个用电设备不产生超过一定限度的电磁发射；另一方面，又要求它具有一定的抗干扰能力。国际电工技术委员会（IEC）的定义是：电磁兼容是设备的一种能力，是设备在其电磁环境中能完成它的功能，而不至于在其环境中产生不允许的干扰。差模电流：在差分模式下，电路设备输出一个电流到负载。同时存在一个等值的返回电流。这两个大小相等、沿相反方向流动的电流，代表了标准的差模工作方式。我们并不想完全消除差模工作影响，因为在一个电路板只能做得尽量像完善的自屏蔽环境（如同轴电缆），完全的电场俘获和磁场抵消是不可能达到的。剩下的不能抵消的场是产生差模EMI的源。差分模式辐射是系统结构里的RF电流回路中电流的流动引起的。 共模电流：共模电流是由于差模电流抵消不良造成的，差模电流抵消不良是由于两条信息传输通路不平行引起的。没有抵消的那部分就是共模电流共模信号：是辐射的主要源泉，不包含有用信息。 共模起源于公共金属结构（比如电源面和接地层）中的公共电流。典型的发生条件是电流从导电平面内意料之外的通路流过。当返回的电流与它们原来的信号通路不配对（比如在平面内有裂缝等），或者几个信号有公共返回区域，共模电流就产生了。