如何选择MLCC作为耦合电容

时间:2023-03-31作者:佚名

仓库里的直插元件越来越少,贴片元件几乎要一统天下了。PCB空间密度也越来越大。过去,电路中的音频耦合任务通常是通过铝电解电容来完成的。但是当下产品设计中的紧凑结构要求,使得占据面积较大的铝电解看起来越来越不顺眼,特别是单电源供电的音频电路,耦合电容更多一些。电源去耦电容,在低压领域已经可以由MLCC广泛替代,音频耦合电容能否使用MLCC?眼前一个案子又不得不考虑这个问题。MLCC的正向压电效应,导致你敲击板子上的耦合电容时,电路会有梆梆声输出;MLCC的逆向压电效应,是当有信号施加在电路上时,耦合电容的容值发生非线性变化,增加THD失真。

但是在消费类和便携式音频设备(手机、MP3、复读机等)中,由于空间所限,早已大量使用MLCC做耦合电容。

电脑里扒出一篇比较老但是很有用的文章,供做音频设计时参考。

如何选择MLCC作为耦合电容


音频放大器并非理想器件,其输出会产生THD+N,而音频信号通道中的无源器件对系统THD影响也很大。本文详细介绍了音频通道中的无源器件如何产生THD,并重点分析了非理想的2类电介质多层陶瓷电容器对THD的影响。

无源器件是否能成功设计音频系统至关重要,因为它们可确定系统增益,提供合适偏置,抑制电源噪声干扰,隔离直流等。不幸的是,便携式设备由于体积、高 度、成本的限制,它们只能采用小尺寸、低成本的器件。因此,如果不能真正了解这些小尺寸、低成本无源器件的非线性特性,要想通过微软的Vista认证十分困难。

如何选择MLCC作为耦合电容


实际的电容器与理想的电容器的差异可以用电压系数、温度系数、压电效应、等效串联电阻、电感、漏电流、介质吸收及公差等量化表达。其中优化设计音频系统最重要的两个参量是电容的电压系数和逆向压电效应(对电压系数影响最大的参数)。

  压电效应

压电效应是特定晶体的专有特性:在机械应力作用下,它们能产生电荷。对于晶体结构物质,当无外部机械压力时,由于其结构的对称性,无电荷输出;一旦晶体受到外部应力,其结构的对称性受到破坏,则产生净电荷。

而逆向压电效应则正好相反:当施加一个变换的电场时,晶体或物质的机械尺寸发生改变。K因子大的电容器(譬如,2类电介质)当外部施加电信号时,会有明 显的逆压电效应发生,结果导致电容器的机械尺寸改变。随着电信号增强,电容器的物理变形越大,最终导致电容器的容值改变。对于图1所示的隔直电容器,由于 逆向压电效应,电容器容值变化会使得音频放大器输出增益非线性改变。

AV = RF/(1/sCIN RIN).

由上式可见,电容的非线性变换主要影响音频系统的低频响应,这是因为其低频阻抗在增益等式中占主要成份,其结果导致音频系统响应失真。

如何选择MLCC作为耦合电容

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