电容高频响应试验测试

试验3

目的：测试电容，接入不同的频率方波，都会变成什么样子。

设备：电阻，面包板，STM32F103VE 试验板，示波器。

方法：将103，104，1u，10u电容，分别以不同形式接入频率为1K，10K，1M，10M，的方波，观察其波形和区别。

电路图：各种接发详见下文。

编译环境：iar

程序方面:和测试一相同.

电路方面

首先是用了一个22P的电容测试，在1HZ的频率下，结果为0V，波形也是一条直线。

这是100hz的情况，貌似有一些细微的变化

这是放大以后的波形，这是不是就是传说中的毛刺，是不是电容漏电的原因？

这是把频率加到1KHZ时的样子，基本上就变成有规律的波纹了。

这是把频率加到100khz时的样子，第一副图是把时基调到500ms，而第二副则把时基调到5us，其他的也有这个状况，有的时候，时基不同，高的时基下也可以显示出一种波形，低时基下也可以显示出一种波形，很奇妙。

1Mhz下的波形

10Mhz下的波形

10Mhz 50P的波形，好像比22P的更纠结一些。

这是1hz下103电容的波形，上面的是测试波形，下面的是正常波形，可以看出，跳变沿和下跳变沿的时候，会发生一个电压的变化，而且是以地为基准的。

这是100hz时103的变化，也是以0V为基准变化的，是不是从这点来说，方波，也属于交流。

1k时候的波形，基本上相近了

100k时候的波形，已经一样了，则应该就可以说明电容的通交隔直的特性了吧。

这是10MHZ时的波形，一模一样地。

这是104电容，1hz频率时的波形，试分析一下，开始的时候，电容的a端，也就是与管角相连的那端为0电平，b端，也就是测量端，也为低电平，然后突然，a端有一个高电平，由于电容内部没有存储电荷，所以b端和a端为等电位，b端也被拉高了，随着时间的推移，电容开始充电，电位开始下降，直到电容充满电，电位变成0，但有个问题，1、按理说，示波器的测试端应该属于断路，那么这样的话，他不形成回路，既然没有回路的话，那么电荷是从哪里来的呢？如果这个问题可以解释清楚的话，那么按照这个逻辑往下推的话，当下降沿来临时，a端电位变成了低电平，电荷随着a端就释放掉了，所以电压变成了负的，随着时间的推移，电荷慢慢的释放掉了，a端和b端又变成了等电位，所以就成了下降沿对应的波形了。那么这里还是有个问题，当a端为0V的时候，那么b端为啥就变成正的了呢？那么就还回到了第一个问题，b端断路的状态，如果能解释清楚这个问题，那么第二个问题，就好办了。查资料中。。。

100HZ 下，104的样子，这个和上面的应该是一个道理，区别是，由于频率变了，周期就变了，所以，还没等电容存慢电荷，就进入跳变沿了，这时电容又开始根据上升或下降沿，放电或充电了，但有个问题，可以从数据中看出电压似乎便小了，最大电压只有1.76V了，也就是说压差缩小了，可以看1hz的，压差应该有6v 左右，而这个，就变成了4V左右了，具体啥原因，我也解释不清。

但从这个波形可以看出，频率越高，电容越大，还原波形就越好，

这是1khz频率的104电容

这时10Mhz的104电容，基本上可以说还原了原来的波形。

这个是1hz频率的105电容，至于为啥是斜的，我觉得应该是圆的，就像1hz的104电容一样，不是圆的也应该是尖尖的，可能是因为电容太大的缘故。

100u电解电容在1hz的情况下的波形

100u电容在100hz下的波形

100u在10M下的波形，可以看到幅度一样，y轴的位置不一样。

搜了一下baidu，http://zhidao.baidu.com/question/44610205.html

看到了这个回答

问：将电容器一端接电源，另一端断开，会充电吗？？

答：

交流电就会充放电（这个很显然）：交流电断路的时候，如果电路阻抗平衡，电路中电场形成驻波，驻波的能流密度是0，就没了电流。 但是阻抗不平衡，如楼主的问题中的情况， 就会有能流，电容或电感中的能量会以电磁波的形式耗散。 其实天线就是一端断路的交流电路，并需要阻抗匹配让能量以最大的效率以电磁波发射。其实有好多交流电路，零线悬空还是能正常工作的。（高压最好不要）直流电的话绝对稳压就不会（但是极板还是有电荷的）， 但是一般的直流电一定有纹波，电容还是会以微弱的电流充放电。。

这个回答应该就是问题

下面是另一种电路

这种也是我最想了解的，因为这种电路经常用在电源滤波，和信号滤波的电路中。

对于这种电路，我是这么分析的，首先，信号为低电平，这时，电容的正极与负极是等电位的，这时候，没有电流也没有电压，然后信号由低变为高，电容两端存在压差，所以电容开始充电，这个时候，电压是逐渐从第到高，然后等到信号由高变到低的时候，由于电容正端带正电，电容开始放电，虽然这个时候，信号变成低电平了，但测试点不会马上变成低电平，因为电容里还有电压，随着电容的放电，电压逐渐下降，电压波形会从高电平渐渐的走向低电平，不会像方波一样，一下子变成低电平。这时，如果信号在电容未放完电的情况下，又从低电平变到高电平时，这时，电容又会被重新充电，如果电容足够大的情况下，这种类似波纹的电压，就会在测试端被忽略，就像备用电池一样，电源没电了，电池可以继续用，如果电源在电池为用完的时候恢复电力，这样就可以让电脑持续工作，而不受到影响。这就是滤波。

如果用于滤波的话，根据不同的频率挑选不同的电容，频率越高，电容越小，滤波效果越好。频率低的，可以选用大一点的电容。一般的情况是103 104 474电容，如果是电源用103，如果是按键，我用的一般是474，这个挺管事的。效果挺好。如果1个不够，可以用多个并联使用。