如何计算电容器组 DC 的正确值?

电器工程 电容器
2022-01-09 13:05:54

电容器值对于电容器块 DC 是否重要?

我需要一个块 DC 来转换 1.98 V pp (1 kHz 到 100 kHz)的初始信号,电压范围为 0 到 +1.98 V:

在此处输入图像描述

对于电压范围为 -0.99 V 至 +0.99 V的 1.98 V pp (1 kHz 至 100 kHz)信号:

在此处输入图像描述

我的情况最合适的价值是多少?为什么?

2个回答

如果您想使用电容器作为隔直元件(即与信号源串联),您应根据以下条件选择其电容值:

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

示意图

模拟此电路- 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高通滤波器,这意味着通过高频分量并阻止低频分量(如直流)。

不幸的是,这种滤波并不局限于直流(0Hz)分量,因为在大多数情况下,您需要驱动一个有限值的负载(原理图中的电阻 Req),因此低频交流分量也会在一定程度上衰减。请记住,RC 滤波器(高通或低通)的 -3dB 频率为:$$f_{-3dB}=\frac{1}{2 \pi C R_{eq} }$$。这意味着在该频率下,您的信号会衰减 3dB(在较低频率下,衰减会更强)。因此,应选择足够大的电容器值,以免切断感兴趣的最低频率分量(在您的示例中为 1 kHz)。换句话说,您必须以充分低于1 kHz的 -3dB 频率结束,这样这个频率就不会衰减太多。

理解这一点的一个好方法是考虑如何构建电容器: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它......相反,如果电容器两端的电压随时间变化(高频信号就是这种情况),则电流可能会流过电容器。粗略地说,频率和电容值越高,电容电流越大,因此信号阻断能力越小。

当与(串联)源阻抗和(并联)负载阻抗结合使用时,隔直电容充当高通滤波器。使用这些电阻和您感兴趣的频率来选择电容值。