硬件基础知识（11）---交变电压下的电容特性
电容的计算公式：C=εS/4πkd，实话说，我也记不得这是干什么的了>_<||| ，自从高考完，再也没用过，早就还给老师了。在工作的十几年中，压根用不到这些最理论化的计算。那么电容在硬件设计中应当怎么用呢？前面讲到了电容的基本特性就是储能，一个水杯，不断的充水放水、充电放电。电容的一切应用都是围绕着这个基本特性来开展的。电阻一般不是用来分压的，同样电容一般也不是用来储能的。
电容的作用
电容的计算公式：C=εS/4πkd，实话说，我也记不得这是干什么的了>_<||| ，自从高考完，再也没用过，早就还给老师了。在工作的十几年中，压根用不到这些最理论化的计算。
那么电容在硬件设计中应当怎么用呢？前面讲到了电容的基本特性就是储能，一个水杯，不断的充水放水、充电放电。电容的一切应用都是围绕着这个基本特性来开展的。
电阻一般不是用来分压的，同样电容一般也不是用来储能的。纯粹用来储能的场景非常少，这么多年以来，我记得只有一个场景是用来储能的。
电感用的最多的地方：电源稳压、去耦、滤波、去干扰、射频调谐、最后才是储能。
电容的在交流电下的特性
看案例之前，要先了解一下电容这个“水杯”在接水放水状态下的特点：隔绝直流，通过交流。
↑ 图：电容充放电过程
电容两端的电压恒定之后，电容就无法继续充电，也无法放电。因此电压恒定不变的直流电无法穿过电容。这就是电容“隔绝直流”的作用。
如果电容两端的电压是变化的，外部电压低的时候内部对外放电，外部电压高的时候对内部充电，变化的部分能够穿过电容。这就是电容“通过交流”的作用。
↑ 图：并联电容滤波
电容并联在信号线或电源线上的时候，起到滤波的作用，交流信号导入地上，直流分量通过电容到另一侧。
↑ 图：串联电容隔直
电容串联在信号线上，起到隔直的作用。交流分量穿过电容，直流分量被阻挡下来。
↑ 图： 实际电容在高频下的等效电路
↑ 图： 实际电容的频率响应，在特定频率范围的等效电阻最小
↑ 图：1pF电容的高频频率响应
一个理论的电容，能够通过所有高频的信号。但实际上的电容是有寄生电感的，构成了一个LC谐振电路，这个电路在谐振点周围的等效电阻最小。
就是说，电容能够通过特定频段范围的交流信号，阻断或部分阻断其他频段的交流信号。电容越大，能够滤除的频段越低。
如果有个无限大的电容，永远充不满电的电容，那么连直流（0Hz的交流）也可以完全滤除掉。
因此在使用过程中，要根据信号的频率，来选择合适的电容。滤除低频噪声用大电容，滤除高频噪声用小电容。
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