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為任何電路選擇電容器時都需要注意失真問題。如果電容器在信號路徑中，就會出現(xiàn)這類失真。圖 1 是 2 個在信號路徑中包含電容器的典型電路。 圖 1a 是 Sallen-Key 帶通濾波器的第一級。在該電路中，兩個重要電容器出現(xiàn)在通過濾波器的信號路徑中。圖 1b 是一個使用 R/C 對驅(qū)動 SAR-ADC 的放大器。電容器 CF 在輸入信號到達 ADC 之前完全接觸到了該輸入信號。 圖 1.六階帶通濾波器的第一級 (a) 以及使用 R/C 對驅(qū)動 ADC 的放大器 (b)。 該失真出現(xiàn)的原因是標準電容器的電壓與特性相關(guān)。換句話說，電容隨所應(yīng)用的電壓及頻率而變化。 下面是描述在一段電壓曲線上電容變化的等式： C = C0 ( 1 + bVCAP), 其中 C0 是標稱電容 VCAP 是整個電容的電壓 b 是電容器的電壓系數(shù) 圖 2 是整個電容器相關(guān)該效應(yīng)的典型曲線。 圖 2.電容器電壓系數(shù) 電容器輸入或輸出電荷通過相鄰阻抗，可產(chǎn)生一個壓降錯誤。由于電容器的充電電流與電壓相關(guān)，因此會產(chǎn)生一個非線性錯誤。對于正弦波來說，該錯誤包含諧波。 電容器電壓系數(shù)特性可能在半導(dǎo)體工藝技術(shù)中更為明顯。由于 ADC 輸入端（圖 1b）有一個內(nèi)部輸入 R/C，因此這種失真現(xiàn)象也會發(fā)生在轉(zhuǎn)換器的輸入端。 此外，整個電容器的輸入信號頻率也會影響轉(zhuǎn)換精確度。電容值會引起失真，失真會隨頻率改變。(圖 3)。 圖 3.電容器 THD+N 與頻率的比較 該圖是幾項電容器技術(shù)特性及其總諧波失真 + 噪聲 (SINAD) 與頻率性能的比較。圖中最底下的曲線是使用 C08 電容器獲得的。C0G 電容器數(shù)據(jù)上面的曲線是系統(tǒng)測量值。圖中的其它曲線來自具有不同電介質(zhì)（Z5U、Y5V 和 X7R）的陶瓷電容器。請注意，這些類型的電容器會隨頻率變化產(chǎn)生明顯的非線性及信號失真。 圖中沒有顯示 NPO 類陶瓷電容器。NPO 類電容器與 C0G 性能非常匹配。關(guān)鍵是要為 C1 和 C2 (圖 1a)以及 CF (圖 1b) 選擇正確的電容器類型。你會發(fā)現(xiàn)較高質(zhì)量的外部電容器 (CF) 不會降低 ADC 的 AC 性能標準。較小內(nèi)部 ADC 電容器 (CSH) 的較大電壓系數(shù)比不上較大外部電容器的較低電壓系數(shù)。 信號失真的形式有很多種，但如果遇到此類問題，電路信號路徑中的電容器可能是最后才考慮的問題。 |
