最小阻抗电容耦合

众所周知，电容的安装回路在寄生电感中占有很大的份额[1]。一个实际的电容器，当安装在印刷电路板有寄生电感(L)与之相关联。其等效电路为串联RLC电路，其中R表示与电容(C)相关的损耗。其自(串联)谐振频率由在此之上，它充当电感。寄生电感的其他重要贡献者是ESL和平面扩展电感。

安装回路由连接电容器到电源-地平面的两个过孔组成。一个小尺寸的电容器减少了这个面积，并有助于最小化寄生电感。更近的电源-地平面减小了平面扩频电感。

负耦合系数几何

当两个电容并联时，我们可以产生负耦合系数以减小寄生电感。如图1所示。点A和E在同一平面上，点B和F在同一平面上。假设平面是电源和地面，由厚度为2-3密尔的薄电介质隔开。

图1(b)为负耦合系数(M、k为负)的几何关系。当电源和地平面存在时，这种几何形状可以通过改变位置来实现;B和E在同一平面上A和F在同一平面上。

图2为两个并联电容器的等效电路图。写出它的方程，

相同的电容

当w值较大时，Eq. 2成为耦合并联电感器的经典方程。

其中+和-符号表示正耦合和负耦合。对于等回路面积(L1 = L2 = L)，电感为:

用C1 = C2 = 4.7 nF的两个陶瓷盘型电容器进行了实验。用电容计测量其值为4.30 nF。引线采用SWG 21绝缘铜线(直径= 0.813 mm)切割制作。引线形成一个面积为1.5厘米~ 0.5厘米的环路。测量设备为罗德与施瓦茨矢量网络分析仪(VNA)。将测量到的散射参数转换为阻抗值。VNA设置如下值:分辨率带宽(RBW) = 10hz;点数= 1000;功率= - 15dbm。两个环保持在1毫米的距离(边到边)。 The coupling coefficient between the loops (k = M/L) is calculated to be 0.4 where L is 17.6 nH and M is 6.97 nH [2]. Simulation and experimental results are shown in Fig. 4(a) and Fig. 4(b) respectively. At 100 MHz, inductance is 2.5 times (8 dB) lesser than that for positive coupling case.

在此之前没有惊喜。如果两个电容值不同怎么办?

异卵电容器

当电容值不同时，并联组合产生如图5所示的反谐振峰。在正耦合情况下，反共振峰较低。假定电容器具有几乎相等的安装电感，并且它们的尺寸相当。实验与上一个实验的值相同，只是将一个电容改为390pf，用电容计测量该电容为380pf。实验结果(图5(b))表明，正耦合情况下反共振峰降低了3.2倍。当两个电容都感应时，负耦合情况下的等效电感较低。

总结

负耦合系数比正耦合系数产生更大的抗谐振峰，即使等效电感较低。多个反谐振峰能够产生异常波[7,8]，抑制异常波变得越来越重要。对于低噪声电路，配电网络(PDN)谐振是一个重要的设计问题，应该加以抑制!

两个相同的陶瓷电容器并联时的容差是多少?“这取决于”决定电容变化的电容器类型。用最坏情况值绘制eq.(2)将给出答案。作者把这个问题留给好奇的读者去探索!

参考文献

[1]李建军，李建军，李建军，“陶瓷电容器的ESR和ESL在去耦中的应用”，电子工程学报，第7期。见面。选举。执行。电子。Packag。， 1998，第213-216页。

[2]王志强，王志强，“多去耦电容的有效性”，电子工程学报。Electromagn。兼容。， 1992, 34，(2)，页130-133。

[3]张晓明，张晓明，“双电容并联回路间磁耦合对反谐振特性的影响”，电子工程学报。量。科技，2016,10，(8)，pp. 889-899。

[4]李志强，王志强，“微处理器传导的开关超级电容器降噪技术”，电子学报。文学，2014,51，(1)，pp. 92-94。

[5]刘志强，刘志强，刘志强，等。低q控制esr旁路电容器的设计与实现[j] .电子工程学报，第13期。见面。选举。执行。电子。Packag。， 2004，第55-58页。

[6]李建平，“磁耦合电阻环对反共振的影响”，电子学报。文学，2016,52，(13)，pp. 1162 - 1164。

[7] Steve Sandler:“基于目标阻抗的PDN解决方案可能无法提供现实的评估”，可用https://www.edn.com/design/test-and-measurement/4413192/Target-impedance-based-solutions-for-PDN-may-not-provide-a-realistic-assessment

[8] Eric Bogatin, Istvan Novak, Steve Sandler, Larry Smith, Brad Brim和Steve Weir:“目标阻抗和异常波”，可用http://www.electrical-integrity.com/Paper_download_files/DC16_TargetImpedanceRogueWaves-panel.pdf