衡量貼片電阻的二個功能指標
評價高頻貼片電容器的一個重要功能指標是質量要素Q,或者是與其有關的等效串聯電阻(ESR)。
理論上,一個“完滿”的電容器應當表現為ESR為零歐姆、純容抗性的無阻抗元件。不論何種頻率,電流通過電容時都會比電壓提早正巧90度的相位。
實際上,電容是不完滿的,會或多或少存在必定值的ESR。一個特定電容的ESR隨著頻率的改變而改變,并且是有等式聯系的。這是由於ESR的來歷是導電電極構造的特性和絕緣介質的構造特性。為了模型化剖析,把ESR當成單個的串聯寄生元。曩昔,所有的電容參數都是在1MHz的標準頻率下測得,但當今是一個更高頻的世界,1MHz的條件是遠遠不夠的。一個功能優秀的高頻電容給出的典型參數值應當為:200MHz ,ESR=0.04Ω;900MHz, ESR=0.10Ω;2000MHz,ESR=0.13Ω。
貼片電容Q值是一個無量綱數,數值上等於電容的電抗除以寄生電阻(ESR)。Q值隨頻率改變而有很大的改變,這是由於電抗和電阻都隨著頻率而變。頻率或者容量的改變會使電抗有著十分大的改變,因而Q值也會跟著發作很大的改變。從公式一和二上能夠表現出來:
公式一:|Z| = 1 / ( 2πf C)其間,|Z|為電抗的絕對值,單位Ω;f為頻率,單位Hz;C為容量,單位元F。
公式二:Q = |Z| / ESR其間,Q代表“質量要素”,無量綱;|Z|為電抗的絕對值,單位Ω;ESR為等效串聯電阻,單位Ω。
用從向量網路剖析器收集而得的S參數去推導ESR是不可信的。首要原因是這個材料的精度受限於網路剖析器在50Ω體系中的精度(典型的± 0.05 dB丈量精度在電容低到±0.01 dB低損耗區是精度缺乏的)。相同,用LCR外表去丈量高Q器件的Q和ESR也是不可信的。這是由於當元件的Q 值十分高時,LCR 外表不能正確地分辨出十分小的電阻(R)和十分大的電抗(Z)。因而,高Q電容器的ESR和Q的丈量辦法,通常使用作為職業標準的諧振線路測驗法。
這種測驗辦法作為在射頻RF上丈量Q和ESR 的職業標準而長期存在。因為該辦法依靠於信號發作器的頻率準確度(該頻率能夠十分準確的丈量),所以該材料的採樣辦法是十分準確的。現代的電容ESR十分之小,以至於這個丈量辦法的精度也只能到達接近±10%。但不論如何,這仍然是當前最準確的在射頻RF方面有效丈量Q和ESR的辦法。
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