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电容高频响应试验测试

时间:11-30 来源:互联网 点击:
目的:测试电容,接入不同的频率方波,都会变成什么样子。

设备:电阻,面包板,STM32F103VE 试验板 , 示波器。

方法:将103,104,1u,10u电容,分别以不同形式接入频率为1K,10K,1M,10M,的方波,观察其波形和区别。

电路图:各种接发详见下文。

编译环境:iar

程序方面:和测试一相同.

电路方面

首先是用了一个22P的电容测试,在1HZ的频率下,结果为0V,波形也是一条直线。

这是100hz的情况,貌似有一些细微的变化

这是放大以后的波形,这是不是就是传说中的毛刺,是不是电容漏电的原因?

这是把频率加到1KHZ时的样子,基本上就变成有规律的波纹了。

这是把频率加到100khz时的样子,第一副图是把时基调到500ms,而第二副则把时基调到5us,其他的也有这个状况,有的时候,时基不同,高的时基下也可以显示出一种波形,低时基下也可以显示出一种波形,很奇妙。

1Mhz下的波形

10Mhz下的波形

10Mhz 50P的波形,好像比22P的更纠结一些。

这是1hz下103电容的波形,上面的是测试波形,下面的是正常波形,可以看出,跳变沿和下跳变沿的时候,会发生一个电压的变化,而且是以地为基准的。

这是100hz时103的变化,也是以0V为基准变化的,是不是从这点来说,方波,也属于交流。

1k时候的波形,基本上相近了

100k时候的波形,已经一样了,则应该就可以说明电容的通交隔直的特性了吧。

这是10MHZ时的波形,一模一样地。

这是104电容,1hz频率时的波形,试分析一下,开始的时候,电容的a端,也就是与管角相连的那端为0电平,b端,也就是测量端,也为低电平,然后突然,a端有一个高电平,由于电容内部没有存储电荷,所以b端和a端为等电位,b端也被拉高了,随着时间的推移,电容开始充电,电位开始下降,直到电容充满电,电位变成0,但有个问题,1、按理说,示波器的测试端应该属于断路,那么这样的话,他不形成回路,既然没有回路的话,那么电荷是从哪里来的呢?如果这个问题可以解释清楚的话,那么按照这个逻辑往下推的话,当下降沿来临时,a端电位变成了低电平,电荷随着a端就释放掉了,所以电压变成了负的,随着时间的推移,电荷慢慢的释放掉了,a端和b端又变成了等电位,所以就成了下降沿对应的波形了。那么这里还是有个问题,当a端为0V的时候,那么b端为啥就变成正的了呢?那么就还回到了第一个问题,b端断路的状态,如果能解释清楚这个问题,那么第二个问题,就好办了。查资料中。。。

100HZ 下,104的样子,这个和上面的应该是一个道理,区别是,由于频率变了,周期就变了,所以,还没等电容存慢电荷,就进入跳变沿了,这时电容又开始根据上升或下降沿,放电或充电了,但有个问题,可以从数据中看出电压似乎便小了,最大电压只有1.76V了,也就是说压差缩小了,可以看1hz的,压差应该有6v 左右,而这个,就变成了4V左右了,具体啥原因,我也解释不清。

但从这个波形可以看出,频率越高,电容越大,还原波形就越好,

这是1khz频率的104电容

这时10Mhz的104电容,基本上可以说还原了原来的波形。

这个是1hz频率的105电容,至于为啥是斜的,我觉得应该是圆的,就像1hz的104电容一样,不是圆的也应该是尖尖的,可能是因为电容太大的缘故。

100u电解电容在1hz的情况下的波形

100u电容在100hz下的波形

100u在10M下的波形,可以看到幅度一样,y轴的位置不一样。

搜了一下baidu,http://zhidao.baidu.com/question/44610205.html

看到了这个回答

问:将电容器一端接电源,另一端断开,会充电吗??

答:

交流电就会充放电(这个很显然):交流电断路的时候,如果电路阻抗平衡,电路中电场形成驻波,驻波的能流密度是0,就没了电流。 但是阻抗不平衡,如楼主的问题中的情况, 就会有能流,电容或电感中的能量会以电磁波的形式耗散。 其实天线就是一端断路的交流电路,并需要阻抗匹配让能量以最大的效率以电磁波发射。其实有好多交流电路,零线悬空还是能正常工作的。(高压最好不要)直流电的话绝对稳压就不会(但是极板还是有电荷的), 但是一般的直流电一定有纹波,电容还是会以微弱的电流充放电。。
这个回答应该就是问题
下面是另一种电路

这种也是我最想了解的,因为这种电路经常用在电源滤波,和信号滤波的电路中。

对于这种电路,我是这么分析的,首先,信号为低电平,这时,电容的正极与负极是等电位的,这时候,没有电流也没有电压,然后信号由低变为高,电容两端存在压差,所以电容开始充电,这个时候,电压是逐渐从第到高,然后等到信号由高变到低的时候,由于电容正端带正电,电容开始放电

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