为射频无线电路选择陶瓷片状电容时,对其性能要求包括哪些？

家电维修

最佳答案：为射频无线电路选择陶瓷片状电容时，首先要建立电路全面性能指标。然后，每个元件要满足它的特定应用的要求。一个典型的电路元件性能要求清单可以包括：
• 容值(pF)
• 精度(%)
• 额定电压(WVDC,VRMS)
• 等效串联电阻(ESR)
• 温度系数(TC,PPM/°C)
• 耗散系数(%)
• 串联谐振频率(Fsr)
• 并联谐振频率(Fpr)
• 绝缘电阻(IR)
• 介质老化效应(每十进时间内容值减少的％
理想电容器将其所有能量储存在电介质中。而实际电容总有一些串联电阻，在设计时必须予以考虑。
    这些串联电阻叫做等效串联电阻(ESR)，是设计射频电路时不可忽视的重要因素之一。ESR的来源是介质损耗，电极和终端金属材料的损耗。整个生产流程的每一步都要妥善控制才能达到最佳ESR性能。在几赫到几千赫的低频下，ESR主要来自介质损耗。在射频下，ESR主要来自电极和终端的金属损耗。由于金属的趋肤效应，这种损耗在射频下变得很严重，并以和频率平方根成正比的方式增长。
    多数制造商在特定频率下以毫欧姆为单位表示ESR。最常用标准是EIA RS483和MIL-C-55681。ESR测量通常只在30MHz和1GHz之间的几个频率下进行，因此设计者需要考虑在自己设计频率下ESR究竟多大。例如，你设计的无线设备工作频率是900MHz，而ESR值是在150MHz下测定的，你可以这样计算900MHz下的ESR值：
把150MHz下的ESR值乘以这个ESR和频率的关系式在射频下相当准确，而且指出了趋肤效应的作用(趋肤深度和频率平方根成反比)。ESR是电容的主要损耗来源，电容的功率损耗即可由ESR确定：P＝I2 *ESR。
    质量因数(Q)是一个显示性能有多优良的指标，用于量测电容在其介质中储存能量的能力。因为Q＝Xc/ESR，所以很明显低ESR可以获得高Q。因为Q和ESR一样随频率变化，Q值也必须在设计频率下计算和测定。
    例如：损耗角＝3度
    因而DF＝Tan3=0.05或5％。这意味着电容总功率的5％作为热损耗掉了。见图1。
    ATC100系列陶瓷片状电容的损耗正切小于0.0001，因此Q值大于10000。这时耗散损失小于0.01％，对射频电路达到最佳性能十分有利。使用高Q，低ESR(DF)电容能显著提高有效增益。使用低损耗电容也能大大提高便携设备的电池寿命。ESR，DF和Q可以用以下关系式很容易地联系起来：
ESR=XcDF=Xc/Q.
DF=ESR/Xc
Q=Xc/ESR