如何计算电容器块DC的正确值?


15

电容值对于电容器组DC重要吗?

我需要一块DC来转换1.98 V pp(1 kHz至100 kHz)的初始信号,电压范围为0至+1.98 V:

在此处输入图片说明

对于1.98 V pp(1 kHz至100 kHz)且信号范围为-0.99 V至+0.99 V的信号:

在此处输入图片说明

我的案子最合适的价值是什么?又为什么呢?


6
是的,价值很重要。电容器(以及其他组件)会创建一个高通滤波器以阻止直流电,并且您需要滤波器的转折频率低于信号的最低频率。但是,您需要显示电路,以便任何人帮助您确定正确的值。
空值

Answers:


14

如果要将电容器用作隔直元件(即与信号源串联),则应根据以下条件选择其电容值:

  • 交流信号频率 f ;
  • 从“节点A”(见下图)到GND的等效电阻Req

原理图

模拟该电路 –使用CircuitLab创建的原理图

为什么?正如其他人已经说过的那样,电容器的作用是实现一个高通滤波器,这意味着要通过高频分量,而要阻塞低频分量(例如DC)。

f3dB=12πCReq

理解这一点的一个好方法是考虑电容器的构建方式:基本上,有两个导电板被电介质隔开。很容易弄清楚,直流电流永远不会流过……相反,如果电容器上的电压随时间变化(如果是高频信号就是这种情况),就有可能通过电容器。大致上,频率和电容值越高,电容器电流越大,因此信号阻断能力越小。


为什么要实施高通滤波器?仅有电容器作为隔直元件不好吗?如果我理解正确,HPF会衰减低于截止频率的频率,并且直流分量为0Hz,也就是说,无论截止频率如何,它都会在任何高通滤波器中被去除,对吗?我想“降低”正弦电压的值,从0到1.98V到-0.99V到+ 0.99V。这是-0.99V的直流分量吗?
VF35468 '17

1
好的:)你说的很对,就是任何电容器都会阻塞直流电(这就是我在回答中指出的)。但是,只有在无负载的情况下测量输出(即具有无限电阻---->零截止频率),您才不会有问题。但是,如果您驱动的是真实负载,则您的电阻有限,这可能会导致截止频率上升...而您又不想杀死您的1kHz正弦波
。。– NotANumber

1
所以....如果您有无限大的负载阻抗,那么...不必担心电容器的值:即使1pF也可以正常工作而不会恶化交流信号。但是,负载(是否需要)的存在使事情变得有些棘手
NotANumber

好的,我了解截止频率,但是初始正弦波(0至1.98V)中的直流分量到底是什么?电容器去除直流分量,即从初始幅度“降低” 0.99V。电容器如何精确地选择0.99V(正好是振幅的一半),然后将信号转换为正(+ 0.99V)和负(-0.99V)两部分?
VF35468 '17

2
DC分量是信号的时间平均值,因此为0.99V。任何有限能量信号都可以表示为几个正弦和余弦振荡的总和(傅里叶级数/积分)。您从0Hz + 1kHz开始...正如我所指出的那样,电容器是DC的开路电路,因此不会有恒定电流流过负载,从而不会出现恒定电压。因此,在A节点上只能观察到时变信号。这是由于基本物理原理,即电容器板上的电荷镜像
NotANumber

5

与(串联)电源阻抗和(并联)负载阻抗结合使用时,隔直流电容器可充当高通滤波器。使用这些电阻和您感兴趣的频率来选择电容器值。

By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.