圖 1. 六階帶通濾波器的第一階 (a)        以及為 ADC 驅動 R/C 對的放大器 (b)

圖1a 是一個 Sallen-Key 帶通濾波器級。該電路中有兩個電容器都暴露在出現在濾波器信號路徑中的 AC 電壓中。圖1b 是一款在 SAR-ADC 輸入驅動器路徑中使用 R/C 網絡的放大器。電容器C_F在到達模數轉換器 (ADC) 之前首先遇到輸入信號。

失真的產生是因為電容器電壓及頻率的依從特性。下列等式可描述電容隨電壓曲線的變化情況： C = C₀ ( 1 + bV_CAP)，其中C₀ 是標稱電容，V_CAP 是整個電容的電壓，b 是電容器的電壓係數。它通常包含引起非線性響應的更高階項。

圖2 是電壓與電容變化的典型曲線圖。

圖 2. 電容器電壓係數

變(bian)化(hua)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)電(dian)荷(he)可(ke)穿(chuan)過(guo)相(xiang)鄰(lin)阻(zu)抗(kang)，形(xing)成(cheng)信(xin)號(hao)失(shi)真(zhen)。由(you)於(yu)來(lai)自(zi)電(dian)容(rong)器(qi)的(de)充(chong)電(dian)電(dian)流(liu)具(ju)有(you)電(dian)壓(ya)依(yi)從(cong)性(xing)，因(yin)此(ci)它(ta)會(hui)產(chan)生(sheng)非(fei)線(xian)性(xing)錯(cuo)誤(wu)。對(dui)於(yu)任(ren)何(he)信(xin)號(hao)來(lai)說(shuo)，這(zhe)種(zhong)錯(cuo)誤(wu)都(dou)包(bao)含(han)諧(xie)波(bo)。

電容器電壓係數特性在半導體工藝中會更加顯著。由於圖 1b 中的 ADC 輸入具有內部輸入 R/C，因此失真產生現象出現在轉換器輸入級內部。幸運的是
，半導體廠商已經針對該錯誤調整了數字輸出信號。此外
，較小內部 ADC 電容器 (C_SH) 的較大電壓係數可通過較大外部電容器的電壓係數拉低。

此外
，電容器的電介質屬性可能會引發更多與頻率有關的失真。您可在圖 3 中看到這些影響。

圖 3. 電容器 THD+N 與頻率的關係

圖 3 是幾個電容器的特性，以及其總諧波失真 + 噪聲 (SINAD) 與頻率性能的對比。該圖中的綠線使用 C0G 電容器測得。金色線是係統測量結果。圖中的其它曲線分別取自具有不同電介質 — Y5V（紅）、Z5U（藍）以及 X7R（黑）的陶瓷電容器。注意，這些類型的電容器會隨頻率變化而產生顯著的非線性與信號失真。

圖中未顯示 NPO 類陶瓷電容器。NPO 類電容器與 C0G 性能基本一致。信號失真的形式有多種，而電路信號路徑中的電容器很可能是失真原因最後考慮的事情。為 C₁ 及 C₂（圖 1a）以及 C_F（圖 1b）選擇適當的電容器類型非常關鍵。您會發現更高質量的外部電容器不會降低濾波器或 ADC 的性能。

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