隔直电容计算与分析

如何计算隔直
电容
大小？

输入信号为40-200Hz

设
电路
工作的频率是f0，那电容此时的容抗为1/W0*C 。

隔直电容，顾名思义，交流是需要等效为
短路
，直流是可视为
开路
，起到 隔直 的作用。这就对电容的电容值有要求。一般电容的截止频率 fc 为1/5 fo，这样电路工作在 fo 是 电容的容抗便足够的小，可以满足 前面的要求了。

那就有 C 》=1/（2 *
pi
* fc *R ），其中pi为3.14 ，R为交流等效电路
电阻
，为R1//R3//R6//R7.

我的理解是这样的，不知道对不对，请大家指点！

总体说来越大越好，计算时电容的
阻抗
（1/（jw*c））越小越好，一般到取c使结果为几十就行了

同意楼上的理解，选较大的电容可以减小交流阻抗

按高通
滤波器
设计

考虑电容值增大后，实际
选型
的问题，包括电容类型，不同类电容的特性变化，容值等

如何确定隔直电容的值

发觉很多人对于隔直电容的选择都没有一个精确严谨的方法，比较笼统，在这里发表发表我的看法，欢迎大家交流。个人理解，欢迎拍砖。

在自谐振频率处，电容的容抗最小；低于自谐振频率，电容工作在容性状态；高于自谐振频率，电容工作在感性状态。

因此，工程中，如何精确地确定隔值电容的值，可以采用这个准则：

【电容自谐振频率略大于信号频率】（或者【在自谐振频率大于信号频率的电容中，选择容值最大的那个】）O（∩_∩）O好像有点绕口~

不同容值的电容，其自谐振频率不同。以muRata GRM155系列电容为例，1pF、10pF、100pF、1000pF、10nF电容的自谐振频率分别为7054MHz、2240MHz、678.6MHz、245MHz、77.35MHz，容值越高，其自谐振频率越低。（笼统地讲：大电容通低频，小电容通高频）

隔直电容分析

在不少电路中都看到过有使用隔直电容，例如在
音频
输入输出端一般都会加上隔直电容，例如在交流小信号
放大器
前后级
耦合
，也会使用到隔直电容，那么，到底什么是隔直电容呢？其原理是什么呢？该如何具体分析呢？

对于隔直电容的理解，小编仅限于隔直通交，具体的原理呢，不是很清楚，大概原因就是电容两端电压不能突变吧。带着这些问题，小编查阅了隔直电容相关的
资料
，总结了一下自己的理解。

小编在此之前，在Mul

TI

sim中画了这样一个电路，希望对隔直电容有一个直观的认识，电路图如下所示：

信号源输出信号幅度为：1V

输出信号频率分别选取：0.2Hz，10Hz，20Hz

要解释这个问题就要从电容入手了，首先，电容两端电压为什么不能突变，这个问题还是值得探讨一下的：

电容两端的电压差Uab取决于极板上所存储的电荷量：Uab=Q/C，对于特定的电容，C是固定量，所以只要Q不发生变化，那么电容两端电压必然不会变化，电压的变化，必然是Q变化的结果，也就是说没有电荷转移，就没有Q的改变，也就没有Uab的改变。（其实，这也一定程度上解释了交流电路中，电容电压滞后于
电流
的原因）

然后，我们回到本文最初的Mul
TI
sim仿真，由于电容两端是开路的，无法形成电流回路，那么必然不会产生电荷转移，那么电容两端的电压也就不会改变了，那么单端电压被动变化后，另一端就会跟随着无差别变化了，因此出现了困惑小编的仿真结果。

最初的问题解释清楚了，但是电容隔直通交的作用在这里失效了吗？对于基本接近直流的0.2Hz信号，也能通过？这个隔直电容和可通过交流信号频率的关系是怎么样的呢？

问题出现了，从
示波器
上观察，如下图所示，对于所有频率信号电容两端的电压是同步等电压的，这是为什么呢？隔直电容作用失效了！

“所谓隔直电路的本质是截止频率比较低的一阶RC
高通
滤波器”

听完这句话，有种恍然大明白的感觉，原来隔直的不只是电容的功劳，而是RC高通滤波器，还有一个默默无闻的电阻呢！

且看仿真结果：

可以看到，当信号频率为5Hz时，输出信号有了明显的衰减。另外，隔直电容的定量分析也就迎刃而解了：高通滤波器的截止频率为ƒ=1/（2*pi*RC）。根据此关系和具体信号频率就可以确定具体选取的电容容量值了。

然后我们再回到第一个问题，不同于电荷转移的解释，还有另外一种解释方法：

由图8所示根据高通滤波器特性，可以得到Point2输出电压：Ui（s）*RCs/（1+RCs），然后再令R趋于无穷大就可以得到图4、5、6的电容输出电压了。因为当R趋于无穷大时，截止频率ƒ=1/（2*pi*RC）趋近于零，任何信号无阻碍通过。

另外，小编这里还有一个电路，且看：

回到第一个问题，把电路做一下修改

该电路中的隔直电容没有配电阻啊？经典设计，肯定不会错的啊，刚才的解释完全无用嘛！

不要着急，解释肯定是不会错的，那么电阻从何而来呢，这就是来自负载的输入阻抗了，隔直电容结合负载的输入阻抗，组成完整的RC高通滤波器，信号通过电容，加到负载上。定量分析依然利用上面所述，这也就引出了所谓的阻抗匹配问题

总结一下：

1.隔直电容不是独立存在的，而是和R构成一阶RC高通滤波器，共同完成隔直通交的功能

2.隔直电容的容值选取根据ƒ=1/（2*pi*RC）确定。