在 EMC 的设计或整改中，电容是应用最广泛的元器件之一，在电磁兼容的应用中，它主要用于构成各种低通滤波器或用作去耦及旁路作用。

大量实践表明：在EMC设计中，恰当使用电容器，不仅可以解决许多EMI问题，而且能充分体现性能良好、价格低廉、使用方便等优点。若电容的选择或使用不当，则可能达不到预期的目的，甚至会恶化电磁兼容性能。在EMC设计与整改中，要根据电容的特点及其使用的场合进行适当选择。

滤波电路中电容的运用：

EMC滤波器通常指由 L，C构成的低通滤波器。不同结构的LC滤波器其区别在于电容与电感的连接方式的不同。LC滤波器的有效性不仅与其结构有关，而且还与连接网络的阻抗有关。如单个电容的滤波器在高阻抗电路中效果很好，而在低阻抗电路中效果很差。传统上，在滤波器两端的端接阻抗为 50 欧姆的条件下描述滤波器的特性，但是实践中源阻抗Zs和负载阻抗Zi又非常复杂，并且它在要抑制的频率点上可能是未知的。如果滤波器的一端或两端与电抗性元件相联结，则有可能会产生谐振，使某些频率点的插入损耗变为插入增益。 

如图1所示，一信号通路中，L 与 C 组成一低通滤波电路，由于在某一频点的源阻抗 Zs 和负载阻抗 Zi 不可知，在使用时我们要避免参数组合后，将有用的频率成分滤掉。在很多案例中，工程师往往比较青睐于使用102,104 容值的电容，没有经过计算，有时可能适得其反。

通常电容的谐振是不会单独存在的，一般电容的自谐振是由电容与自身引脚的等效电感或连接电容的导线形成的电感组成。我们在实际工作中根据计算公式可知：

F=1/（2*π*√LC）

串联结构的 LC 在发生谐振时，其两端阻抗最小，相当于短路；并联结构的 LC 在发生谐振时，两端阻抗最大，相当于开路。如图 1 所示， L 与 C 在产生谐振时，从信号流向分析（红色箭头所示），它是串联谐振，对于串联谐振电路的特性而言，相当于短路。如果 LC 的谐振频点恰巧是我们想要滤除的干扰频点，那么L 和C构成的通路相当于短路，就能很好地达到滤除噪声的目的。

图1

例如在这一信号通路中，其中有用频率为 5MHz，电路中的L值为 1uH,我们要滤除其信号通路上10MHz的干扰信号，就要避免增加的滤波电容C与L的谐振点落在5MHz附近,从而将有用信号滤除。如果根据经验值选择1000pF电容，通过上述谐振公式计算，计算出其谐振点为 5.03MHz，此时L C相当于短路，有用频率通过LC 直接到地,达不到我们需要的效果，反而使电路工作不正常。我们应根据需要滤除的干扰频率来选择适当的电容值，通过谐振频率公式代入计算，C 的取值为 253.3pF,  我们取最接近值即可。还需要注意的是，如果用插脚元件，引脚要尽可能的短，如果可能最好选用贴片器件，其ESL最小。可见，正确选择滤波器的结构和元件参数至关重要。在实际的电路运用中，经验值固然重要，但在某些场合下，经验值是不值得提倡的，尤其在处理有用频率的谐波成份时，一定要通过正确的方法进行估算后再取值。  如图2所示，要滤除线束上的噪声干扰信号，优先选用低成本的电容器，有时反而会将某些干扰噪声引至其它路径，从而产生天线效应，导致辐射增强。选用电容时，要清楚地知道电容自身只起到能量的转移，而能量并未被消耗，只有将电容接至低阻抗网络时，才会达到滤波的效果。在实践工作中，电容反向转移的特性往往会被工程师们忽略，大家都会误认为地永远是纯净的，只要接地，都能解决问题，因此接地就成了整改工程师口中的万能良药。如下图2所示

图2

假设信号线上有10dBm的电磁噪声需要滤除，通常情况下首先会想到用电容进行滤波处理，此时，电容需要转移的地，就一定要被关注，地是否干净，是否低阻，是否存在地弹效应，是否会引起环路效应等等。假设地上的噪声能量甚至比滤波对象的能量还要高，此时增加电容，就是会将地上的噪声反向转移至信号线上，信号线就成了最理想的辐射媒介。

整改案例：

某 RF 发射器产品，在测试时，30MHz 到 1GHz 发射器辐射超标。下图 3 为整改前测试曲线图。

   图3

从数据分析可知，该样机主要是谐波分量超标。图 4 为射频开关振荡管局部电路，Q 为开关管，电感 L 为开关管 Q 提供工作电压。在开关管工作时，L 上的电压也会随着开关管频率的变化而变化，由于电感 L 产生的自感电动势，导致电流不会突变，就会引起谐波振荡。要消除因开关管工作时产生的谐波，可在电感 L 上并联谐振电容C。  

图4

电路中 L 的参数为 2uH,  开关管 Q 工作频率为 27MHz，根据谐振公式，计算出并联电容理论值约为 17p F,由于电路中存在分布电容、分布电感，在实际工作中可利用频谱分析仪对其进行测量，进行适当调试容值。如图 4 所示，最终确定在 L 上并联 22pF 电容效果最佳，经整改后重新测试通过。下图 5 为整改后测试曲线图，可见谐波信号已经被很好的抑制，满足标准要求。

图5

电容在 ESD 静电整改中的应用:

ESD静电放电试验，是模拟人体产生的静电对电子设备放电的一种测试。根据等电势的理论，在产品测试中，只要消除电位差即可解决 ESD 问题。电容器具有隔直通交的特性，在 ESD 的整改中可以加以运用。

              图6                                                   图7

如图 6 所示，有A 和 B 两个点，在 A 点注入 ESD 静电脉冲电压，而 B 点不存在这个脉冲电压，那么这两个点之间就会形成等同于 ESD 脉冲电压的电位差，如果注入电压为 2KV，那么 A、B 两个端点之间瞬间电位差就接近 2KV，极高的电位差会导致数字逻辑运算电路紊乱，不能正常交换数据，引起功能失效，对于较为敏感的器件甚至可能损坏。此时可以利用电容的通交特性来达到消除电位差的目的。如图 7 所示，在 A、B两个端点中加一只适当值的电容，当在 A 点注入 ESD 电压，电容 C 瞬时导通后，将 ESD 电压耦合至 B 点，使 A、B 两点之间在 ESD 电压注入的瞬间形成等电势，从而保证模块正常的工作，运用此简单有效的方法，可以解决很大一部分因地电位不等、逻辑信号参考电位不等所引起的 ESD 问题。 

ESD 测试失效整改案例：                     

在对某产品网络端口进行接触放电时，样机出现死机的现象，需要断电恢复。产品设计中网络端口金属外壳不能接地，在对网络端口外壳放电时，由于没有泄放路径，静电脉冲直接耦合到了电路内部，导致逻辑混乱而死机，通常静电场及传导路径具有一定的散发特性，多数案例中，都是因各处理模块的参考电位或端口电压出现异常，或各模块的地之间存在电位差，从而引起电路不能正常工作。

图8

对于本案例，首先考虑的就是消除金属外壳上的静电电压，当外壳不能接地，同时又需要静电导通的情况下，如图8所示，在外壳与地之间串联两只 30pF/1000V的瓷介电容，在端口外壳与地之间建立泄放通路，注意电容的放置越靠近端口效果越好。经过上述整改后重先测试，静电试验通过。

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