在 EMC 的設計或整改中，電容是應用最廣泛的元器件之一，在電磁兼容的應用中，它主要用于構成各種低通濾波器或用作去耦及旁路作用。

大量實踐表明：在EMC設計中，恰當使用電容器，不僅可以解決許多EMI問題，而且能充分體現性能良好、價格低廉、使用方便等優點。若電容的選擇或使用不當，則可能達不到預期的目的，甚至會惡化電磁兼容性能。在EMC設計與整改中，要根據電容的特點及其使用的場合進行適當選擇。

濾波電路中電容的運用：

EMC濾波器通常指由 L，C構成的低通濾波器。不同結構的LC濾波器其區別在于電容與電感的連接方式的不同。LC濾波器的有效性不僅與其結構有關，而且還與連接網絡的阻抗有關。如單個電容的濾波器在高阻抗電路中效果很好，而在低阻抗電路中效果很差。傳統上，在濾波器兩端的端接阻抗為 50 歐姆的條件下描述濾波器的特性，但是實踐中源阻抗Zs和負載阻抗Zi又非常復雜，并且它在要抑制的頻率點上可能是未知的。如果濾波器的一端或兩端與電抗性元件相聯結，則有可能會產生諧振，使某些頻率點的插入損耗變為插入增益。 

如圖1所示，一信號通路中，L 與 C 組成一低通濾波電路，由于在某一頻點的源阻抗 Zs 和負載阻抗 Zi 不可知，在使用時我們要避免參數組合后，將有用的頻率成分濾掉。在很多案例中，工程師往往比較青睞于使用102,104 容值的電容，沒有經過計算，有時可能適得其反。

通常電容的諧振是不會單獨存在的，一般電容的自諧振是由電容與自身引腳的等效電感或連接電容的導線形成的電感組成。我們在實際工作中根據計算公式可知：

F=1/（2*π*√LC）

串聯結構的 LC 在發生諧振時，其兩端阻抗最小，相當于短路；并聯結構的 LC 在發生諧振時，兩端阻抗最大，相當于開路。如圖 1 所示， L 與 C 在產生諧振時，從信號流向分析（紅色箭頭所示），它是串聯諧振，對于串聯諧振電路的特性而言，相當于短路。如果 LC 的諧振頻點恰巧是我們想要濾除的干擾頻點，那么L 和C構成的通路相當于短路，就能很好地達到濾除噪聲的目的。

圖1

例如在這一信號通路中，其中有用頻率為 5MHz，電路中的L值為 1uH,我們要濾除其信號通路上10MHz的干擾信號，就要避免增加的濾波電容C與L的諧振點落在5MHz附近,從而將有用信號濾除。如果根據經驗值選擇1000pF電容，通過上述諧振公式計算，計算出其諧振點為 5.03MHz，此時L C相當于短路，有用頻率通過LC 直接到地,達不到我們需要的效果，反而使電路工作不正常。我們應根據需要濾除的干擾頻率來選擇適當的電容值，通過諧振頻率公式代入計算，C 的取值為 253.3pF,  我們取最接近值即可。還需要注意的是，如果用插腳元件，引腳要盡可能的短，如果可能最好選用貼片器件，其ESL最小?？梢?，正確選擇濾波器的結構和元件參數至關重要。在實際的電路運用中，經驗值固然重要，但在某些場合下，經驗值是不值得提倡的，尤其在處理有用頻率的諧波成份時，一定要通過正確的方法進行估算后再取值。  如圖2所示，要濾除線束上的噪聲干擾信號，優先選用低成本的電容器，有時反而會將某些干擾噪聲引至其它路徑，從而產生天線效應，導致輻射增強。選用電容時，要清楚地知道電容自身只起到能量的轉移，而能量并未被消耗，只有將電容接至低阻抗網絡時，才會達到濾波的效果。在實踐工作中，電容反向轉移的特性往往會被工程師們忽略，大家都會誤認為地永遠是純凈的，只要接地，都能解決問題，因此接地就成了整改工程師口中的萬能良藥。如下圖2所示

圖2

假設信號線上有10dBm的電磁噪聲需要濾除，通常情況下首先會想到用電容進行濾波處理，此時，電容需要轉移的地，就一定要被關注，地是否干凈，是否低阻，是否存在地彈效應，是否會引起環路效應等等。假設地上的噪聲能量甚至比濾波對象的能量還要高，此時增加電容，就是會將地上的噪聲反向轉移至信號線上，信號線就成了最理想的輻射媒介。

整改案例：

某 RF 發射器產品，在測試時，30MHz 到 1GHz 發射器輻射超標。下圖 3 為整改前測試曲線圖。

   圖3

從數據分析可知，該樣機主要是諧波分量超標。圖 4 為射頻開關振蕩管局部電路，Q 為開關管，電感 L 為開關管 Q 提供工作電壓。在開關管工作時，L 上的電壓也會隨著開關管頻率的變化而變化，由于電感 L 產生的自感電動勢，導致電流不會突變，就會引起諧波振蕩。要消除因開關管工作時產生的諧波，可在電感 L 上并聯諧振電容C。  

圖4

電路中 L 的參數為 2uH,  開關管 Q 工作頻率為 27MHz，根據諧振公式，計算出并聯電容理論值約為 17p F,由于電路中存在分布電容、分布電感，在實際工作中可利用頻譜分析儀對其進行測量，進行適當調試容值。如圖 4 所示，最終確定在 L 上并聯 22pF 電容效果最佳，經整改后重新測試通過。下圖 5 為整改后測試曲線圖，可見諧波信號已經被很好的抑制，滿足標準要求。

圖5

電容在 ESD 靜電整改中的應用:

ESD靜電放電試驗，是模擬人體產生的靜電對電子設備放電的一種測試。根據等電勢的理論，在產品測試中，只要消除電位差即可解決 ESD 問題。電容器具有隔直通交的特性，在 ESD 的整改中可以加以運用。

              圖6                                                   圖7

如圖 6 所示，有A 和 B 兩個點，在 A 點注入 ESD 靜電脈沖電壓，而 B 點不存在這個脈沖電壓，那么這兩個點之間就會形成等同于 ESD 脈沖電壓的電位差，如果注入電壓為 2KV，那么 A、B 兩個端點之間瞬間電位差就接近 2KV，極高的電位差會導致數字邏輯運算電路紊亂，不能正常交換數據，引起功能失效，對于較為敏感的器件甚至可能損壞。此時可以利用電容的通交特性來達到消除電位差的目的。如圖 7 所示，在 A、B兩個端點中加一只適當值的電容，當在 A 點注入 ESD 電壓，電容 C 瞬時導通后，將 ESD 電壓耦合至 B 點，使 A、B 兩點之間在 ESD 電壓注入的瞬間形成等電勢，從而保證模塊正常的工作，運用此簡單有效的方法，可以解決很大一部分因地電位不等、邏輯信號參考電位不等所引起的 ESD 問題。 

ESD 測試失效整改案例：                     

在對某產品網絡端口進行接觸放電時，樣機出現死機的現象，需要斷電恢復。產品設計中網絡端口金屬外殼不能接地，在對網絡端口外殼放電時，由于沒有泄放路徑，靜電脈沖直接耦合到了電路內部，導致邏輯混亂而死機，通常靜電場及傳導路徑具有一定的散發特性，多數案例中，都是因各處理模塊的參考電位或端口電壓出現異常，或各模塊的地之間存在電位差，從而引起電路不能正常工作。

圖8

對于本案例，首先考慮的就是消除金屬外殼上的靜電電壓，當外殼不能接地，同時又需要靜電導通的情況下，如圖8所示，在外殼與地之間串聯兩只 30pF/1000V的瓷介電容，在端口外殼與地之間建立泄放通路，注意電容的放置越靠近端口效果越好。經過上述整改后重先測試，靜電試驗通過。

廣州順泰在EMC測試、認證服務方面，擁有專業的技術專家團隊，可一對一幫助客戶解答和攻克EMC設計難關，能夠為乘用汽車、各類電動車、摩托車及其電子部件產品提供專業、高效的電磁兼容解決方案。如您有EMC相關技術問題希望交流，歡迎聯系~