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電阻不再是電阻——高頻時的簡化模型模型

更新時間:2023-12-25 文章作者:佚名 信息來源:網絡整理 閱讀次數:

內阻不再是阻值——高頻時確實這么許多設計師沒有意識到實際器件中的寄生誘因會影響它們的值。當頻度達到幾千兆赫茲時,例如內阻、電感和電容等基本器件就會呈現出非理想的特點。這些變化在設計混頻器或試E1h物理好資源網(原物理ok網)

內阻不再是阻值——高頻時確實這么E1h物理好資源網(原物理ok網)

許多設計師沒有意識到實際器件中的寄生誘因會影響它們的值。當頻度達到幾千兆赫茲時,例如內阻、電感和電容等基本器件就會呈現出非理想的特點。這些變化在設計混頻器或企圖優化供電網路、旁路網路或偏置電路時將顯得十分關鍵。E1h物理好資源網(原物理ok網)

我們將在后續文章中討論電容和電感。如今讓我們討論最常見的阻值。下邊是阻值的理想阻抗曲線電容的電阻會變化嗎,正如你期望的那樣,是一條直線。E1h物理好資源網(原物理ok網)

圖1:理想阻值的阻抗與頻度之間的關系曲線表明在所有頻度下阻抗都是相同的值。E1h物理好資源網(原物理ok網)

如今讓我們考慮一個具有短引線的碳質內阻。通過降低引線的寄生電感和內阻端帽之間的并聯電容就可以得到下邊這些高頻時的簡化模型。E1h物理好資源網(原物理ok網)

圖2:典型內阻在高頻時的簡化模型,其中包含了并聯電容和串聯電感。(引線寬度為1/4英寸的)碳質內阻的典型串聯電感為14nH,并聯電容為1-2pF。E1h物理好資源網(原物理ok網)

假如繪出這些簡化模型的頻度曲線,你應當會聽到下邊這個理想的阻抗圖。E1h物理好資源網(原物理ok網)

圖3:實際內阻的理想阻抗圖上有幾個不同的點,分別展示了內阻主導、電容降低阻抗和電感降低阻抗的特點。E1h物理好資源網(原物理ok網)

在較低頻率時,圖中的曲線是純阻性的(水平直線)。但隨著頻度的降低電容的電阻會變化嗎,并聯電容將占主導地位,阻抗開始以20dB/10外頻增長。內阻現今弄成了電容,這兒出現了轉折點。E1h物理好資源網(原物理ok網)

圖中還有一個容性檢波等于感性檢波的點。在這個短暫的頓時,阻抗再一次變為純阻性(盡管電阻要小得多)。串聯諧振就發生在這個轉折點。E1h物理好資源網(原物理ok網)

在這個點以后,串聯的引線電感占主導地位,可憐的內阻弄成了電感。它的阻抗曲線以20dB/10外頻的斜率上升。E1h物理好資源網(原物理ok網)

為了幫助說明,我檢測了一個引線寬度為1/4英寸的碳質內阻,并繪出了下邊這張圖。E1h物理好資源網(原物理ok網)

圖4:帶短引線的1kΩ碳質內阻的阻抗檢測圖。E1h物理好資源網(原物理ok網)

因為圖中只給出了從1MHz到的頻度變化,因而看不到因為串聯電感而導致的阻抗降低那段曲線。但是在時,你可以聽到1kΩ內阻的阻抗早已增長到約730Ω。在時,阻抗只有300Ω了。E1h物理好資源網(原物理ok網)

雖然在使用串聯電感為1-2nH、并聯電容為0.2-0.4pF的典型表貼器件時,高達數千兆赫茲的頻度也會影響阻抗檢測值。E1h物理好資源網(原物理ok網)

通過理解實際器件的寄生誘因對阻抗的影響,你將明白為什么要保持引線寬度和電路走線盡可能短、為何在高頻設計中表貼器件性能愈發優異。E1h物理好資源網(原物理ok網)

你遇見過隨著頻度的降低串聯電感或并行電容改變的情況嗎?這些情況將怎樣影響你的設計性能呢?E1h物理好資源網(原物理ok網)

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