Auswahl von DC-Sperrkondensatoren für GPS, LoRa

Ich entwerfe einen Sender- und Empfängerteil von LoRa und GPS. Es erfordert DC-Sperrkondensatoren. Ich habe nach Kondensatoren über Digikey gesucht und bin erstaunt, dass die meisten Hersteller keine impedance vs frequencyKurve angegeben haben.

Ich interessiere mich für einen HF-Kondensator, der als DC-Sperrkondensator verwendet werden kann und ein Signal von 900 MHz (LoRa) und 1,5 GHz (GPS) durchlässt.

Auch wenn nur sehr wenige Hersteller die Grafik angegeben haben, sieht es so aus, als hätten sie SRF bei etwa 200 MHz, und ich denke, sie können in meiner Anwendung nicht verwendet werden. Sollte ich SRF ignorieren und die Impedanz bei meiner interessierenden Frequenz überprüfen? Ich bin jetzt ratlos, wie ich den Kondensator für HF auswählen soll.

Das ESRist auch bei 100 kHz oder einer anderen niedrigen Frequenz angegeben, aber ich möchte es auf meine interessierende Frequenz interpolieren. Ich bin auf einen Anwendungshinweis gestoßen , der das besagt

Wenn Sie beispielsweise für eine drahtlose 900-MHz-Anwendung entwerfen und der ESR bei 150 MHz angegeben ist, kann der ESR bei 900 MHz berechnet werden, indem der angegebene ESR bei 150 MHz mit √ 900/150 multipliziert wird.

Ist es richtig? Kann jemand kommentieren, welche anderen Parameter ich bei der Auswahl eines Kondensators für HF-Anwendungen berücksichtigen sollte? Ich habe einige der Parameter unten erwähnt. Bitte jemand bestätigt mein Verständnis.

  1. Toleranz - Ich suche einen Kondensator mit einer Toleranz von weniger als 5 %.
  2. Nennspannung: Ich wähle Kappen mit einer Spannung, die doppelt so hoch ist wie meine maximale HF-Signalspannung.
  3. Qualitätsfaktor: Ich suche ein hohes Q.
  4. ESR: Ich interpoliere ESR zu meiner interessierenden Frequenz und versuche, die niedrigsten ESR-Obergrenzen auszuwählen, die auf dem Digikey verfügbar sind.
Welche Impedanz brauchst du? und kommt Ihnen 1nH/mm bekannt vor?
So wenig wie möglich. Ich weiß, wenn ich auf ESR gehen kann, dann können die Kosten steigen. Im Moment kann ich keine Impedanz finden, die bei meiner interessierenden Frequenz angegeben ist.
Möglicherweise finden Sie die Z(f)-Kurve nicht auf digikey, aber viele haben sie auf der Website des Herstellers. TDK, Taiyo Yuden, Murata, Kemet haben beispielsweise alle diese Kurven zur Verfügung.
@TonyStewartolderthandirt Sprechen Sie über Induktivität pro Längeneinheit der Übertragungsleitung?
Ich habe meine Frage bearbeitet.
Dies ist eine häufige doppelte Frage. Schlüsselwörter: SRF, ESR, ESL RF electronics.stackexchange.com/questions/280719/… Obwohl ich mich auf eine andere Frage beziehe. Die Antworten, nach denen Sie suchen, finden Sie hier in den Grafiken und Markennamen- und GRM-Serien. (Hinweis für niedrigste Induktivität Länge/Breite-Verhältnis ist am niedrigsten)
@tony google sagt, dass "1 nH pro mm Körperlänge und Leitungslänge" eine allgemeine Regel ist. Ich denke, das ist es, was du sagst.
Und eine geringere Induktivität bedeutet eine höhere Eigenresonanzfrequenz.
Sie haben es verstanden, als wäre die GRM-Serie 0,5: 1 vs. 402.603 Fall ist 2: 1
@TonyStewartolderthandirt Ich denke, der Grund für die 1-nH/mm-Regel ist im ersten Bild der akzeptierten Antwort hier drüben angegeben ( electronics.stackexchange.com/questions/327975/… ). Habe ich recht?

Antworten (1)

Ich bin erstaunt, dass die meisten Hersteller keine Impedanz-Frequenz-Kurve angegeben haben.

Die meisten Hersteller, die ich verwende, haben diese Daten verfügbar (denn wenn sie dies nicht tun, werde ich diesen Hersteller nicht verwenden). Es wird eine „typische Leistungskurve“ und keine Spezifikation sein, aber sie wird veröffentlicht. Es ist möglicherweise nicht auf der Website des Händlers verfügbar, aber auf der Website des Herstellers.

Der ESR ist auch bei 100 kHz oder einer anderen niedrigen Frequenz angegeben, aber ich möchte ihn auf meine interessierende Frequenz interpolieren.

ESR ist normalerweise kein kritischer Parameter für eine Signal-DC-Blockierungsanwendung.

Normalerweise nehme ich den Wert am unteren Ende der Senke in |Z(f)| Kurve als ESR. Das wird für die meisten DC-blockierenden Anwendungen gut genug sein. Wenn Sie die Phasenverschiebung bei einer bestimmten Frequenz wirklich kennen müssen, müssen Sie möglicherweise ein vollständigeres Modell verwenden (aber auch Abweichungen von Teil zu Teil können Ihre sorgfältige Modellierung irrelevant machen).

Nennspannung: Ich wähle Kappen mit einer Spannung, die doppelt so hoch ist wie meine maximale HF-Signalspannung.

Noch wichtiger ist es, die DC-Differenz zu berücksichtigen, die über dem Kondensator in Ihrem Stromkreis liegt.

Qualitätsfaktor: Ich suche nach hohen Q...ESR: Ich interpoliere ESR zu meiner interessierenden Frequenz und versuche, die niedrigsten verfügbaren ESR-Obergrenzen auszuwählen

Hohes Q und niedriger ESR sind nur zwei Möglichkeiten, dasselbe auszudrücken.

Ein extrem niedriger ESR ist normalerweise nicht kritisch für eine DC-Sperranwendung. Solange Sie Keramikteile (NPO/C0G) verwenden, würde ich keine Zeit damit verbringen, nach ESR zu sortieren.

Welche anderen Parameter sollte ich bei der Auswahl des Kondensators für HF-Anwendungen berücksichtigen?

Sie möchten die Kapazitätsstabilität mit Vorspannung und Temperatur betrachten. Für Ihre Anwendung sollten Sie wahrscheinlich NPO/C0G-Teile verwenden.

Gute Antwort. Ich habe einen Zweifel. Ist Z(f)nur reaktiv? Früher dachte ich, es würde nur eine Phasenverschiebung oder Verzögerung in das HF-Signal einführen. ESR würde mein HF-Signal eher dämpfen und als Wärme abführen. Können Sie diesen Punkt etwas näher erläutern?
Natürlich wird der ESR eine (winzige) reale Komponente zu Z (f) beitragen, aber er wird überall von den reaktiven Komponenten dominiert, außer bei der Serienresonanzfrequenz. Der typische ESR eines Keramik-SMT-MLCC beträgt weniger als 1 Ohm. Dies verursacht einen kleinen Leistungsverlust, aber es wird wahrscheinlich nicht annähernd die größte Ineffizienz in einem realistischen System sein.
@abhiarora Ich habe verpasst, wo Sie gesagt haben, dass Sie einen GPS- Sender entwerfen . Wenn Sie 10 W-Signale durch diese Kondensatoren leiten, müssen Sie möglicherweise mehr auf den ESR-Verlust achten als ich es jemals tun musste.
Was ist mit SRF? Es sollte über meiner interessierenden Frequenz liegen oder ich sollte eine Kappe nur mit ihrer Impedanz bei meiner interessierenden Frequenz in Betracht ziehen. Wenn die Impedanz akzeptabel ist, sollte ich die Kappen unabhängig davon auswählen, ob sie in diesem Bereich induktiv sind? In Bezug auf GPS erfolgt die Übertragung nur für LoRa.
@abhiarora, sorry, ich weiß nicht, was das in Bezug auf die Sendeleistung bedeutet.
Können Sie etwas zu SRF sagen?
Angenommen, Sie haben ein +20-dBm-Signal in einem 50-Ohm-System. Das sind 2,2 V rms. Das Stromsignal beträgt 45 mA rms. Dann verlieren Sie bei einem 200-Milliohm-ESR-DC-Sperrkondensator etwa 0,4 mW an den ESR oder etwa 0,4 % Ihres Signals. Dies wirkt sich nicht so sehr auf Ihr Gesamtleistungsbudget aus wie die Reflexionsfehlanpassung des Kondensators (mit seinen Pads und Parasiten), die Antennenfehlanpassung oder sogar die Ausgangsanpassung des Verstärkers.
Der Kondensator blockiert immer noch Gleichstrom, wenn Sie ihn über SRF verwenden. Aber dann bestimmt natürlich das induktive Verhalten das VSWR.
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