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凡亿专栏 | 截止频率算对了,寄生电容让它偏了几十倍?
截止频率算对了,寄生电容让它偏了几十倍?

公式没算错,元件值没选错,但实测截止频率和理论差了几十倍。问题大概率出在你没算进去的寄生电容上。

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1、寄生电容从哪来?

PCB走线本身就是电容。

两根平行走线,间距1mm、长度10mm,寄生电容约0.2pF。看着不起眼,但如果你设计的是100kHz的RC滤波器,R取100kΩ,这个0.2pF会让实际截止频率从16kHz跳到约8kHz,直接偏了一倍。

更狠的是运放输入引脚。芯片引脚对地有2到5pF的寄生电容。你精心设计的二阶有源滤波,极点位置被这个电容一拉,Q值变了,甚至产生额外的零点,频率响应完全走样。

还有焊盘电容。0402封装的焊盘对地约0.3pF,0603约0.5pF。你用0402电阻配0402电容做1MHz滤波,焊盘电容已经占了你设计电容的30%。

2、怎么把偏差拉回来?

第一,把关键滤波节点的走线尽量短。每短1mm,少约0.02pF寄生。

第二,仿真时必须加寄生模型。不要只放理想元件,把走线电容、焊盘电容、运放输入电容全部加上,重新跑一遍AC分析。

第三,电容选值时留余量。理论需要10pF,实际放22pF。用大电容对抗小寄生,比值越大,寄生影响越小。

第四,关键滤波器用运放跟随器隔离。把高阻抗节点隔开,寄生电容就灌不进去了。


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