噪声也有颜色？?EMC元件之电容篇

电阻、线圈（电感器）、电容器是构成电路的3大被动元件。其中电容器不仅负责储存电荷，在除噪方面也发挥着重要作用。随着数字设备的小型、高频化，旁路电容器或去耦电容器常采用低ESL、低ESR的类型。
噪声也有颜色？
各种频率成分的强度几乎都相同的噪声称为白噪声。雨声、河流声、树叶的沙沙声等，都是类似白噪声的自然界杂音，长时间聆听的话，不仅不会感到烦躁，还意外地有着令人放松的助眠效果。根据这一启发，将身边的烦人声音特意隐藏在白噪声里的便是称为白噪声机的电子设备。为了助眠或工作提神，手机上还有专门的播放应用。

如同白光可以被分解为彩虹的七色光一样，白噪声也包含强度几乎相同的各种频率成分。在电路中出现的不规则噪声大多也属于白噪声。脉冲状的噪声也含有许多种频率成分。
对白噪声施加滤波器，频率越高强度越弱的噪声就是粉色或红色噪声。在阳光的光谱中，频率较高的是蓝色一端的光。蓝色端的频率减弱，相对地红色端就会增强，因此才称为粉色或红色噪声。
如果以颜色来比喻，电压保持稳定的理想直流电就是无色透明的电流。另一方面，以特定频率流动的交流电就算是拥有某种颜色的电流。此外，频繁变动直流电压导致的噪声，也算是一种交流电。一般来说，噪声包含各种频率成分，用颜色比喻的话就是混合色。含有幅度越广的频率成分，就会越接近于白噪声。虽然人们常说“纯白”，但在噪声方面，白色才是最浑浊的颜色。
电路中的直流电若混入了噪声，电压就会变动，导致集成电路故障等问题。因此，为了去除这种噪声，人们常采用电容器。这是因为电容器能阻断直流电，放行噪声成分，发挥最简单的过滤功能。不过，电容器也有许多种类和特性（频率 - 阻抗特性等），如果弄错使用方式，反而会增加噪声。
旁路电容器也被称为去耦电容器
作为电路中的除噪元件，电容器有以下用法。
［1］ 跨接线：去除2条线之间的噪声
［2］ 旁路：去除来自直流电源的噪声
［3］ 去耦：减小电路的循环，阻断来自其它电路的噪声（减小电源线的电压变动，抑制电路间的干扰）
［1］属于电容器的“通交流不通直流”的基本性质，很容易理解，但［2］和［3］需要详细说明。
观察数字设备的电路，就能发现集成电路的电源线上装有许多电容器。因为能够将电源线内的噪声通过旁路导入地面，它们被称为旁路电容器。
旁路电容器还有另一个重要职责。那就是为集成电路提供必要的电荷，确保稳定的电源电压。这时候，电容器的职责类似于电池。如果没有电容器，电源电压会随着集成电路的运作而变动，集成电路就成了噪声的制造机。
去耦电容器和旁路电容器有着深切联系，但其目的不同。集成电路的运作所需的电荷，有时是由远距离的其它电容器提供的。这种做法会造成噪声，因此必须屏蔽噪声。简单来说，[3]的去耦电容器的目的，就是让各电路独立，防止噪声越境。所谓“去耦”就是去除耦合的意思。

旁路电容器安装在集成电路附近的原因
电容器中含有微小的电感成分和电阻成分。这称为ESL（等效串联电感）和ESR（等效串联电阻）。ESL和ESR是电容器不需要的伴生成分，将大型电容器当作旁路电容器使用时，这些值会助长噪声。

电容器的静电容量与电极的面积、介电系数成正比、与介电体的厚度成反比。

电源切换开关时，储蓄电荷的放电与反向的充电会反复进行，导致交流电流动。
因此，以前的集成电路周围会装有大量电容器，旨在降低ESR和ESL。而低ESL电容器通过1个电容器就能解决这个问题。
将旁路电容器插入集成电路附近是一条不变的法则。这是因为电路的导线也会成为天线，变成噪声源头。不仅是电路的导线，旁路电容器内部也有电流的线路，而低ESL电容器采用了将其尽可能缩短的构造。

低ESL电容器分为纵横翻转型和3端子贯通型。普通的双端口型积层陶瓷贴片电容器的端口电极在横向（较长方向），而纵横翻转型则将其改到了纵向。通过纵横翻转，内部电极的电流线路就变宽变短，从而降低了ESL和ESR。
3端子贯通型电容器则进一步贯彻了这种思路。它采用了积层构造的接地电极，仿佛将内部电极包夹起来了一样。其ESL比纵横翻转型更低。在高频、高集成化的趋势下，除噪元件可以进一步发挥数字设备的性能。

相比于没有电容器和采用普通旁路电容器的情况，低ESL电容器能够干净地去除掉噪声。

与普通的片状电容器相比，它在高频领域更能发挥噪声旁路效果。声明：

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