Condensador de elección para aplicaciones de bajo ruido

Hace un tiempo vi en un esquema que se usaba un capacitor de polipropileno para generar una onda sinusoidal estable en un circuito oscilador. Supongo que esto dio una mejor 'referencia de frecuencia' para el oscilador.

¿Algunos tipos de capacitores son mejores para aplicaciones de bajo ruido?

Respuestas (4)

Las cerámicas HighK como X7R, Z5U, etc. tienen una gran variación de capacitancia versus voltaje. Usarlos en filtros o cualquier tipo de aplicación de acoplamiento garantiza una distorsión enorme. Son piezoeléctricos: son buenos altavoces y micrófonos. Desacoplar un nodo de alta impedancia con ellos da como resultado un buen detector de vibraciones. La tolerancia en los valores no es enorme, más bien es hyuuuge: espere +20/-50% dependiendo del sesgo de DC. Además, se desvían mucho con la temperatura.

Sin embargo, son realmente excelentes para el desacoplamiento de la fuente de alimentación porque son pequeños, tienen mucha capacitancia por volumen, baja inductancia y son baratos. Para el desacoplamiento, ¿a quién le importa si es 1 µF +/- 50%?

Ahora, para aplicaciones de filtrado, o cuando ejecuta una señal a través de un límite como en su aplicación de oscilador, desea...

  • Un valor preciso conocido
  • Deriva de baja temperatura
  • Sin variación de capacitancia con el voltaje
  • Baja sensibilidad a la vibración

La absorción y la fuga dieléctrica no serán importantes para su oscilador, pero sí lo serán para otras aplicaciones.

Las tapas de película y las tapas de cerámica NP0 son excelentes en esto, aunque:

  • las tapas de película con agujeros pasantes grandes tienden a ser microfónicas
  • poliéster tiene peor dC/dV que las otras películas y NP0

Su primera opción debe ser la cerámica NP0 si están disponibles en el valor que necesita. Son pequeños y baratos, y casi perfectos.

La cerámica NP0 y la cerámica High-K como X7R/Z5U son materiales completamente diferentes. La capacitancia High-K varía con la polarización de CC, NP0 no.

Sí, he visto diseños con resistencias del 0,1 % y límites de baja tolerancia para los filtros. Otra cosa que hago es usar mayúsculas XY donde las cosas deben coincidir.

Los condensadores de película se utilizan ampliamente en aplicaciones que requieren una alta estabilidad del valor de la capacitancia. En audio, se usan para la ruta de la señal, mientras que electrolíticos o cerámicos se usan para derivar.

Los condensadores de película carecen del efecto piezoeléctrico parásito presente en la cerámica y también son muy estables con respecto a su voltaje de polarización. En cerámica es al revés: la capacitancia puede cambiar hasta -90% con voltaje de polarización, introduciendo enormes no linealidades si se usa en la ruta de la señal.

Digamos más bien que las cerámicas de alta K tienen un rendimiento horrible, C0G es a menudo superior a la película. También recuerde que SÓLO las tapas de filtro deben tener un voltaje de señal significativo entre ellas, las tapas de acoplamiento deben ser lo suficientemente grandes para garantizar que la señal desarrolle un voltaje insignificante a través de la tapa, por lo que más o menos cualquier cosa funciona aquí, y hasta cierto punto un electrolítico de alto valor triunfa. una película de valor demasiado bajo si la película coloca el polo de paso alto demasiado cerca de la banda de audio o es microfónica (las películas de orificio pasante grandes a veces sufren esto).
Los capacitores cerámicos NP0/C0G no son superiores a la película en ciertas aplicaciones, por lo general, donde se necesita una sincronización precisa y/o una absorción dieléctrica muy baja. El ejemplo canónico son los circuitos de instrumentación (integradores activos o pasivos). Para una DA muy baja, lo más probable es que tenga que elegir condensadores de película (por ejemplo, PPS), mica y/o silicio.
Las tapas de acoplamiento @DanMills pueden tener pequeños voltajes de señal a través de ellos, pero podrían tener grandes sesgos de voltaje de CC a través de ellos; después de todo, ese es el punto del acoplamiento, para permitir que las señales se conviertan de un sesgo de CC a otro sesgo de CC. Con esto en mente, la selección de capacitores sigue siendo importante, y uno debe tener en cuenta la degradación de la capacitancia debido al voltaje de polarización cuando se usan tapas de cerámica para este propósito (aunque tiene razón en que no deberían hacer mucho ruido porque el voltaje de la señal debería abajo)
@ BeB00 Oh, de hecho, tienes que elegir la pieza para el trabajo, y las cerámicas de alto K, particularmente en paquetes pequeños, son un poco notorias por el coeficiente de voltaje. Mi punto era más que en términos de minimizar la distorsión en una tapa de acoplamiento, más o menos cualquier cosa funciona siempre que sea lo suficientemente grande. ¡Sin embargo, hay más para seleccionar la parte correcta que solo consideraciones de distorsión! Hay una razón por la que existen muchos tipos diferentes de gorras y, por lo general, elegir la correcta es una compensación y NINGUNA de las cosas es realmente ideal.

Usamos muchos condensadores cerámicos dieléctricos C0G (NP0). Nuestra aplicación típica donde el uso es para banda muy estrecha y filtrado de bajo ruido y amplificador CE de etapa única. Las señales de entrada suelen estar por debajo de 1 mv a 1 MHz

Ten en cuenta lo que dijo Enric. Especialmente con sesgo DC. Eso matará rápidamente su capacitancia efectiva de cualquier parte que elija. Esto se puede compensar eligiendo una parte de clasificación de voltaje y capacitancia de mayor valor, lo que potencialmente significa más costo y una mayor huella.

Vi esto en la hoja de datos LT6657:

Para aplicaciones de muy bajo ruido, se deben considerar capacitores de película por su falta de efectos piezoeléctricos. Los condensadores de película como el poliéster, el policarbonato y el polipropileno tienen una buena estabilidad a la temperatura. Se debe tener cuidado adicional ya que el polipropileno tiene un límite superior de 85°C a 105°C. Por encima de estas temperaturas, el voltaje de trabajo a menudo debe reducirse según las especificaciones del fabricante. Otro tipo de condensador de película es el sulfuro de polifenileno (PPS). Estos condensadores funcionan en un amplio rango de temperatura, son estables y tienen grandes valores de capacitancia más allá de 1 μF.

Y de un fabricante

El polipropileno se selecciona generalmente por sus excelentes características dieléctricas (pérdidas, absorción, rigidez dieléctrica, resistencia de aislamiento:

  • muy baja Tgd y pérdida dieléctrica,
  • baja absorción dieléctrica,
  • excelente rigidez dieléctrica,
  • alta resistencia de aislamiento,
  • características estables a la temperatura y la frecuencia,
  • excelentes propiedades de autorreparación para polipropileno metalizado,
  • etc.