【導讀】工程師都知道電容很容易影響到電路的各種特點，所以在任何電路選擇電容器時都需要注意失真問題。而如果電容器在信號路徑中，就會出現這類失真。這里TI的Bonnie Baker專家帶給電子元件技術網的朋友們福利，詳細剖析電容系數會影響哪些地方？
任何電路選擇電容器時都需要注意失真問題。如果電容器在信號路徑中，就會出現這類失真。圖1是2個在信號路徑中包含電容器的典型電路。
圖1a是Sallen-Key帶通濾波器的第一級。在該電路中，兩個重要電容器出現在通過濾波器的信號路徑中。圖1b是一個使用R/C對驅動SAR-ADC的放大器。電容器CF在輸入信號到達ADC之前完全接觸到了該輸入信號。
圖1.六階帶通濾波器的第一級(a)以及使用R/C對驅動ADC的放大器(b)。
該失真出現的原因是標準電容器的電壓與特性相關。換句話說，電容隨所應用的電壓及頻率而變化。
下面是描述在一段電壓曲線上電容變化的等式：
C=C0(1+bVCAP)，
其中
C0是標稱電容
VCAP是整個電容的電壓
b是電容器的電壓系數
圖2是整個電容器相關該效應的典型曲線。
圖2.電容器電壓系數
電容器輸入或輸出電荷通過相鄰阻抗，可產生一個壓降錯誤。由于電容器的充電電流與電壓相關，因此會產生一個非線性錯誤。對于正弦波來說，該錯誤包含諧波。
電容器電壓系數特性可能在半導體工藝技術中更為明顯。由于ADC輸入端（圖1b）有一個內部輸入R/C，因此這種失真現象也會發生在轉換器的輸入端。
此外，整個電容器的輸入信號頻率也會影響轉換精確度。電容值會引起失真，失真會隨頻率改變。(圖3)。
圖3.電容器THD+N與頻率的比較
該圖是幾項電容器技術特性及其總諧波失真+噪聲(SINAD)與頻率性能的比較。圖中最底下的曲線是使用C08電容器獲得的。C0G電容器數據上面的曲線是系統測量值。圖中的其它曲線來自具有不同電介質（Z5U、Y5V和X7R）的陶瓷電容器。請注意，這些類型的電容器會隨頻率變化產生明顯的非線性及信號失真。
圖中沒有顯示NPO類陶瓷電容器。NPO類電容器與C0G性能非常匹配。關鍵是要為C1和C2(圖1a)以及CF(圖1b)選擇正確的電容器類型。你會發現較高質量的外部電容器(CF)不會降低ADC的AC性能標準。較小內部ADC電容器(CSH)的較大電壓系數比不上較大外部電容器的較低電壓系數。
信號失真的形式有很多種，但如果遇到此類問題，電路信號路徑中的電容器可能是最后才考慮的問題。
