ZHCT400A august   2020  – August 2020 PCM1860 , PCM1861 , PCM1862 , PCM1863 , PCM1864 , PCM1865 , PCMD3140 , TLV320ADC3120 , TLV320ADC3140 , TLV320ADC5120 , TLV320ADC5140 , TLV320ADC6120 , TLV320ADC6140

 

  1.   1
  2. 1引言
  3. 2电容器技术
  4. 3利用 MLCC 尽可能减少失真
  5. 4非陶瓷电容器
  6. 5结论
  7. 6参考文献
  8. 7相关网站
    1. 7.1 产品信息:

非陶瓷电容器

对于必须避免使用 MLCC 的应用,存在其他电容器技术。我们也使用了 TLV320ADC6140 EVM[3] 搭配以下电容器类型执行了 THD+N 测试:

  • 标准 1µF 0805 X5R 电容器。
  • 1µF 表面贴装技术 (SMT) 钽电容器。
  • 1µF 穿孔铝电解电容器。
  • 1µF SMT 薄膜电容器。

图 4 显示了该测试的数据。正如预期的那样,1µF SMT 薄膜电容器在整个音频带宽内提供最佳性能,电解电容器次之。该薄膜电容器采用 1206 表面贴装封装,包含金属化丙烯酸电介质,并具有 12V 额定电压。

执行测试时,其他包含聚酯和聚丙烯电介质以及具有更高额定电压的 1μF 薄膜电容器与图 4 中所示的性能没有明显偏差。薄膜电容器的主要缺点是其相对介电常数较低。因此,薄膜电容器往往比对应的 MLCC 电容器大得多。

在文章发布时,该测试中使用的 1206 电容器是现成可用的最小表面贴装 1μF 薄膜电容器。大于 3.3μF 的表面贴装薄膜电容器将需要 1810 或更大的封装,或传统的穿孔盒式封装。

另一方面,钽和铝电解电容器往往比薄膜电容器更小。电解电容器具有极化电介质,这意味着其阳极必须保持比阴极更高的电压,否则电容器可能会损坏。对这些电容器进行的两组测量可以论证电解效应。第一项测试对电容器施加了 +5V 直流偏置以确保极性正确。第二项测试没有应用外部偏置,但用于测试的 TLV320ADC6140 在内部将其输入偏置为 1.5V,因此这些电容器实际上略微反向偏置。由于这种内部偏置,在 +5V 测试用例的评估模块输入端提供的是 +6.5V 电压。通过比较这两组数据可以看出,当极化电容器未正确偏置时,性能会有显著差异。高性能应用必须保证正直流偏置,或避免使用极化电容器进行交流耦合。

这项测试并非详尽无遗;仅用于对不同电容器技术的性能提供一些大致分析。影响电容器性能的因素有很多,因此应根据应用需求仔细选择电容器。关于电容器的最佳指标,音频社区存在很多争论。本文重点介绍了电容器差异如何影响实际应用中的失真。

GUID-72E9A447-CEDD-4DF8-A9EF-B3003EE67C6C-low.png图 4 使用非陶瓷电容器时的 THD + N 变化

图 5 显示了用于测试的电路板,表 2 显示了此测试中包含的所有电容器及其各自的特性。

表 2 失真比较中使用的电容器
数量 类型 电压 封装
1 陶瓷 X5R 2.2µF 16V 0805
2 陶瓷 X5R 4.7µF 16V 0805
3 陶瓷 X5R 10µF 16V 0805
4 陶瓷 X5R 47µF 6.3V 1206
5 陶瓷 X5R 1µF 16V 0805
6 金属膜 1µF 12V 1206
7 1µF 35V 1206
8 铝电解电容器 1µF 50V 径向穿孔
未显示 橙色滴膜 1µF 100 V 径向穿孔
未显示 WIMA 膜 1µF 50V 发送
未显示 陶瓷 X7R 4.7µF 16V 0805
GUID-9259595D-3E24-493F-B95E-0B127B57288C-low.png图 5 评估模块和测试的电容器