ZHCT400A august 2020 – August 2020 PCM1860 , PCM1861 , PCM1862 , PCM1863 , PCM1864 , PCM1865 , PCMD3140 , TLV320ADC3120 , TLV320ADC3140 , TLV320ADC5120 , TLV320ADC5140 , TLV320ADC6120 , TLV320ADC6140
對于必須避免使用 MLCC 的應用,存在其他電容器技術。我們也使用了 TLV320ADC6140 EVM[3] 搭配以下電容器類型執行了 THD+N 測試:
圖 4 顯示了該測試的數據。正如預期的那樣,1μF SMT 薄膜電容器在整個音頻帶寬內提供最佳性能,電解電容器次之。該薄膜電容器采用 1206 表面貼裝封裝,包含金屬化丙烯酸電介質,并具有 12V 額定電壓。
執行測試時,其他包含聚酯和聚丙烯電介質以及具有更高額定電壓的 1μF 薄膜電容器與圖 4 中所示的性能沒有明顯偏差。薄膜電容器的主要缺點是其相對介電常數較低。因此,薄膜電容器往往比對應的 MLCC 電容器大得多。
在文章發布時,該測試中使用的 1206 電容器是現成可用的最小表面貼裝 1μF 薄膜電容器。大于 3.3μF 的表面貼裝薄膜電容器將需要 1810 或更大的封裝,或傳統的穿孔盒式封裝。
另一方面,鉭和鋁電解電容器往往比薄膜電容器更小。電解電容器具有極化電介質,這意味著其陽極必須保持比陰極更高的電壓,否則電容器可能會損壞。對這些電容器進行的兩組測量可以論證電解效應。第一項測試對電容器施加了 +5V 直流偏置以確保極性正確。第二項測試沒有應用外部偏置,但用于測試的 TLV320ADC6140 在內部將其輸入偏置為 1.5V,因此這些電容器實際上略微反向偏置。由于這種內部偏置,在 +5V 測試用例的評估模塊輸入端提供的是 +6.5V 電壓。通過比較這兩組數據可以看出,當極化電容器未正確偏置時,性能會有顯著差異。高性能應用必須保證正直流偏置,或避免使用極化電容器進行交流耦合。
這項測試并非詳盡無遺;僅用于對不同電容器技術的性能提供一些大致分析。影響電容器性能的因素有很多,因此應根據應用需求仔細選擇電容器。關于電容器的最佳指標,音頻社區存在很多爭論。本文重點介紹了電容器差異如何影響實際應用中的失真。
圖 4 使用非陶瓷電容器時的 THD + N 變化圖 5 顯示了用于測試的電路板,表 2 顯示了此測試中包含的所有電容器及其各自的特性。
| 數量 | 類型 | 值 | 電壓 | 封裝 |
|---|---|---|---|---|
| 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 | 金屬膜 | 1μF | 12V | 1206 |
| 7 | 鉭 | 1μF | 35V | 1206 |
| 8 | 鋁電解電容器 | 1μF | 50V | 徑向穿孔 |
| 未顯示 | 橙色滴膜 | 1μF | 100 V | 徑向穿孔 |
| 未顯示 | WIMA 膜 | 1μF | 50V | 發送 |
| 未顯示 | 陶瓷 X7R | 4.7μF | 16V | 0805 |
圖 5 評估模塊和測試的電容器