電容的頻率特性

電容的頻率特性

探討利用電容來降低雜訊時，充分瞭解電容的特性是非常重要的。右下圖為電容的電阻和頻率之間的關係示意圖，是電容最基礎的特性之一。

電容中不僅存在電容量C，還存在電阻分量ESR（等效串聯電阻）、電感分量ESL（等效串聯電感）、與電容並聯存在的EPR（等效並聯電阻）。EPR與電極間的絕緣電阻IR或電極間有漏電流的具有相同的意義。可能一般多使用“IR”。

C和ESL形成串聯諧振電路，電容的電阻原則上呈上圖所示的V字型頻率特性。到諧振頻率之前呈容性特性，電阻下降。諧振頻率的電阻取決於ESR。過了諧振頻率之後，電阻特性變為感性，電阻隨著頻率升高而升高。感性電阻特性取決於ESL。

諧振頻率可通過以下公式計算。

從該公式可以看出，容值越小、ESL越低的電容，諧振頻率越高。如果將其應用於雜訊消除，則容值越小、ESL越低的電容，頻率越高，電阻越低，因此可以很好地消除高頻雜訊。

雖然這裡說明的順序有些前後顛倒，不過使用電容降低雜訊的對策，是利用了電容“交流通過時頻率越高越容易通過”這個基本特性，將不需要的雜訊（交流分量）經由訊號、電源線旁路到GND等。

下圖為不同容值的電容的電阻頻率特性。在容性區域，容值越大，電阻越低。另外，容值越小，諧振頻率越高，在感性區域電阻越低。

下面總結一下電容電阻的頻率特性。

• ・容值和ESL越小，諧振頻率越高，高頻區域的電阻越低。
• ・容值越大，容性區域的電阻越低。
• ・ESR越小，諧振頻率的電阻越低。
• ・ESL越小，感性區域的電阻越低。

簡單來說，電阻低的電容具有出色的雜訊消除能力，不同的電容其電阻的頻率特性也不同，所以這一特性是非常重要的確認要點。選擇降噪用電容時，請根據電阻的頻率特性來選型（而非容值）。

選擇降噪用電容時，確認頻率特性需要意識到連接的是LC的串聯諧振電路（而非電容）。