LC串聯(lián)諧振的意義
發(fā)布時(shí)間:2021-01-22 來(lái)源:煉成之路 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】我一直有一個(gè)感覺(jué):咱們硬件工程師,會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題,亦或是各種各樣的現(xiàn)象,總會(huì)有一個(gè)非常簡(jiǎn)單的解釋,一句話或者是幾句話,我們見(jiàn)多了這個(gè)解釋,就自以為明白了,當(dāng)別人再問(wèn)起我們的時(shí)候,我們也會(huì)拿這句話去給別人解釋。
比如說(shuō),寄生電感這個(gè)字眼就經(jīng)常出現(xiàn),特別是引線電感。我們解釋一些問(wèn)題的時(shí)候都是直接套用的,默認(rèn)它的存在??蓪?shí)際上是,我在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)并不理解它到底是怎么來(lái)的,因?yàn)槲矣∠笾须姼卸际蔷€圈,而直導(dǎo)線并不是。直到之前不久我才思索了一番,算是有一些了解,也寫了下面一篇文章。
寄生電感怎么來(lái)的
最近一直在看電感和磁珠的內(nèi)容,也有看LC濾波器,自然會(huì)有LC諧振的問(wèn)題。LC串聯(lián)諧振,單獨(dú)拿出來(lái)說(shuō)的話,可能會(huì)覺(jué)得太簡(jiǎn)單了,這有啥好說(shuō)的。自然是因?yàn)閷?shí)際應(yīng)用中會(huì)出現(xiàn)各種各樣的場(chǎng)景,盡管都是諧振,但是表現(xiàn)各不相同。
先來(lái)思考下這么幾個(gè)問(wèn)題:
電路中不必要的LC串聯(lián)諧振要絕對(duì)杜絕嗎?
MOS管G極經(jīng)常串聯(lián)一個(gè)小電阻,說(shuō)是可以抑制振蕩,啥原理呢?這個(gè)電阻阻值怎么取呢?
電源上面加上磁珠,結(jié)果紋波變大了,只能換0Ω電阻來(lái)解決嗎?有沒(méi)有其它的解決方法?
這幾個(gè)問(wèn)題,如果你明白了LC串聯(lián)諧振的分析方法,那么自然都不在話下了。
LC串聯(lián)諧振電路
盡管LC串聯(lián)諧振電路非常簡(jiǎn)單,我們還是來(lái)看下,這樣一步一步深入會(huì)更好的理解。
一個(gè)電感和一個(gè)電容串聯(lián),在某個(gè)特定的頻率,就會(huì)發(fā)生諧振,這個(gè)頻率就是諧振頻率。串聯(lián)諧振電路有如下特點(diǎn):
諧振時(shí)整個(gè)電路阻抗呈電阻性,阻抗最小,電流達(dá)到最大;
諧振時(shí)電感和電容兩端的電壓達(dá)到最大。
上面這些理論都是非?;A(chǔ)的,就不贅述。實(shí)際電路的場(chǎng)景要遠(yuǎn)比這個(gè)要復(fù)雜,搞清楚那些才是我們的目的。那么我們下面就來(lái)結(jié)合具體的場(chǎng)景。
LC濾波器
LC濾波器經(jīng)常用,但有一個(gè)比較坑的問(wèn)題就是,有時(shí)候使用LC濾波器之后,效果反而更差了,還不如不用。
原因我們當(dāng)然可以說(shuō)是在噪聲在此處諧振啦,噪聲被放大了之類的。曾經(jīng)的我也會(huì)這么說(shuō)原因,不過(guò)并不是真的明白,對(duì)于這種會(huì)起反效果的東西,我會(huì)懼怕,會(huì)擔(dān)心它出問(wèn)題。這種懼怕,來(lái)源于對(duì)未知的恐懼,因?yàn)闆](méi)有懂?,F(xiàn)在下面來(lái)具體分析下
首先,我們需要明白,噪聲是如何被放大的?也就是說(shuō)輸出比輸入幅度要大?
先來(lái)看最簡(jiǎn)單的模型,也就是理想器件模型的情況。
我們列出輸出與輸入的比值,也就是增益,如果增益大于1,那么說(shuō)明被放大了。很容易列出增益的公式,我們畫下這個(gè)曲線。
上圖的曲線,是1uH電感,1uF電容的增益。可以看到,在低頻時(shí),增益基本就是1,也就是不放大不衰減。而在諧振頻率處,有一個(gè)非常高的尖峰,因?yàn)檫@里設(shè)定的器件為理想器件,所理論上尖峰為窮大,諧振頻率旁邊的增益也是非常高的,而在頻率比較高的時(shí)候,隨著頻率的升高,增益下降,也就是衰減了輸入信號(hào)。
如果我們能把諧振頻率處的增益降到0.707左右,那就是完美的低通濾波器了。很顯然,電感和電容都是非耗能器件,沒(méi)有電阻器件的引入,在諧振頻率處,增益總是等于無(wú)窮大的。我們從增益Av的公式就可以得出來(lái),因?yàn)橹C振頻率時(shí)的分母為0。
幸運(yùn)的是,我們的濾波電路總是要接負(fù)載的,我們把信號(hào)濾波之后總是要給負(fù)載用的,接入了負(fù)載,那增益又不一樣了。
不同負(fù)載的LC濾波器
現(xiàn)實(shí)中的電路各種各樣,負(fù)載的阻抗也就差別很大了,下面是加入負(fù)載的模型。
我們看看負(fù)載是1Ω,10Ω,100Ω的增益曲線,如下圖:
我們可以看到,負(fù)載電阻越小,諧振處的增益越小,諧振引起的噪聲變大越不會(huì)發(fā)生。當(dāng)然了,實(shí)際電路中的負(fù)載各種各樣,有低阻的,有高阻的。相對(duì)來(lái)說(shuō),低阻負(fù)載的更不容易發(fā)生加入濾波器效果更差的事情。因此,如果你發(fā)現(xiàn)同樣的LC濾波器,加入不同的電路,有的效果好,有的效果變差,很有可能就是因?yàn)樨?fù)載的不同。
所以說(shuō),負(fù)載阻抗越低,越不容易產(chǎn)生尖峰,也就是說(shuō)不容易惡化。
噪聲源內(nèi)阻的影響
除了負(fù)載阻抗的影響,還有噪聲源內(nèi)阻的影響,實(shí)際的噪聲信號(hào)肯定是有一定的內(nèi)阻的。根據(jù)內(nèi)阻的不同,我們構(gòu)建下面的模型,加入內(nèi)阻的參量。
分別畫出Rs=0.1Ω,Rs=1Ω,Rs=10Ω的情況,為了排除負(fù)載電阻的影響,寧其為高阻態(tài),統(tǒng)一RL=1MΩ。
可以看到,內(nèi)阻越大,越不容易產(chǎn)生尖峰,也就是說(shuō)不容易惡化,反之,內(nèi)阻越小,越容易惡化。
L、C的值的影響
除了內(nèi)阻和負(fù)載大小,電感和電容值的大小有沒(méi)有影響呢?
電容變化:電容分別為1uF,10uF,100uF,內(nèi)阻,負(fù)載,電感都為Rs=0.1,RL=1MΩ,L=1uH。
可以看到,電容增大,尖峰變小,也就是說(shuō),在遇到諧振引起噪聲增大的情況,可以嘗試增大電容是可以降低噪聲。不過(guò)需要注意,尖峰變小,只是說(shuō)最高點(diǎn)變小了,但是引起了諧振頻率降低,新的諧振點(diǎn)可能還是要比原來(lái)的增益更高,也就是說(shuō)如果噪聲正好是這個(gè)頻率段,那么改變之后效果變更差了。當(dāng)然了,如果我們加更大的電容,即使是諧振點(diǎn)都沒(méi)有放大作用,比如如果電容加到100uF,整個(gè)頻段基本都沒(méi)有放大作用了。
實(shí)際電路具體加到多大的電容,完全不會(huì)出現(xiàn)尖峰呢?這個(gè)跟信號(hào)源內(nèi)阻Rs,負(fù)載阻抗RL,電感值L都有關(guān)系。實(shí)際上,如果內(nèi)阻Rs從0.1提升到1,電容不用增大到100uF,即使是原來(lái)的1uf也不會(huì)有尖峰,曲線就不畫了。
電感變化:電感分別為0.01uH,0.1uH,1uH,內(nèi)阻,負(fù)載,電容都為Rs=0.1,RL=1MΩ,C=1uF
可以看到,減小電感,可以降低尖峰的高度。我們?nèi)绻^續(xù)減小電感到0.01uH,尖峰也會(huì)消失。同樣的,電感變化會(huì)造成諧振頻率移動(dòng),具體是使噪聲變大還是變小也是要依情況而定,與內(nèi)阻,負(fù)載,電容都有關(guān)系。
總的來(lái)說(shuō),大部分電路增大電容,或者減小電感,都可以降低尖峰。如果LC濾波器用于電源濾波發(fā)生噪聲變大,可以增大電容,或者減少電感。
這里之所以說(shuō)大部分電路,是因?yàn)槿绻麧M足一定的Rs,RL的條件,可能結(jié)果是相反的,這個(gè)可以自己修改Matlab代碼(后文分享出來(lái))里面的參量,執(zhí)行下就知道了。
MOS管G極串聯(lián)電阻如何抑制諧振
有了以上的基礎(chǔ),我們來(lái)看實(shí)際的問(wèn)題:MOS管G極串聯(lián)電阻如何抑制諧振?
這個(gè)問(wèn)題,我們首先要明白,問(wèn)題是如何產(chǎn)生的,即為什么會(huì)振蕩?其實(shí)通過(guò)前面的鋪墊,也就很明白了。
這個(gè)是典型的MOS管驅(qū)動(dòng)電路,串聯(lián)了10Ω電阻。
盡管從電路圖上看去,上面既沒(méi)有電感,也沒(méi)有電容。但實(shí)際上是,我們PCB總要將線從驅(qū)動(dòng)芯片拉到MOS管,我查了一下,線寬12mil,長(zhǎng)度10mm的走線寄生電感是9.17nH。實(shí)際電路中10mm走線太正常了,所以寄生電感肯定是存在的。
電感有了,電容呢?功率MOS管都有輸入電容存在,并且還不小,小的幾百pF,大點(diǎn)的幾nF。我們只是為了說(shuō)明道理,那取電容1nF吧。
一般來(lái)說(shuō),左邊驅(qū)動(dòng)管子發(fā)出開(kāi)關(guān)信號(hào),它的內(nèi)阻一般不會(huì)很大,盡管現(xiàn)在不知道它到底是多大,那就按照比較惡劣的情況來(lái)看,就讓Rs=0.1Ω。
那么負(fù)載電阻是多大呢?負(fù)載是MOS管,那阻抗就很大了,就取RL=1MΩ。
看看現(xiàn)在的等效電路:
從前面內(nèi)容知道,源內(nèi)阻越小,負(fù)載阻抗越大,就越容易產(chǎn)生諧振尖峰。我們畫出此時(shí)曲線。
可以看到,諧振頻率52Mhz處增益達(dá)到了好幾十倍。而MOS管驅(qū)動(dòng)信號(hào)可以看作是一個(gè)階躍信號(hào),頻率分量非常豐富,肯定有52Mhz附近的頻率。
所以說(shuō)確實(shí)會(huì)發(fā)生諧振。
現(xiàn)在分別串聯(lián)1Ω,10Ω,100Ω電阻,這個(gè)電阻可以等效到內(nèi)阻里面去,相當(dāng)于等效電路變成了Rs=1.1Ω,Rs=10.1Ω,Rs=100.1Ω,其它參數(shù)不變。我們?cè)倏纯辞€。
可以看到,串聯(lián)1Ω電阻,還是放大,最大到3倍,說(shuō)明電阻稍小。而10Ω電阻就能完全消除振蕩了。100Ω電阻也能完全消除振蕩,但是其截止頻率更低,會(huì)造成驅(qū)動(dòng)信號(hào)的高頻分量丟失,最終上升沿變緩,也就是MOS管開(kāi)啟的時(shí)間變長(zhǎng)。
相信到這里,對(duì)于這個(gè)串聯(lián)電阻的作用,已經(jīng)怎么取值應(yīng)該就比較清楚了。G極走線越長(zhǎng),寄生電感越大,越容易引起問(wèn)題,電阻就要選得更大些。
從文章開(kāi)頭,一路看下來(lái),這也太費(fèi)勁了,確實(shí),明白這些也不是很容易,很多時(shí)候,我們都是拿著廠家的原理圖來(lái)抄抄,也不會(huì)有問(wèn)題。等到有新人問(wèn)到“這個(gè)電阻干什么用的?”老員工答曰“抑制振蕩”,是啊,這四個(gè)字,每個(gè)字都認(rèn)識(shí),是不是總有一種模模糊糊的感覺(jué)呢?希望看完此文之后不再模糊。
Matlab源碼
上面所有的曲線圖,Matlab源碼都在這個(gè)里面了,我已經(jīng)把每個(gè)圖對(duì)應(yīng)的代碼分開(kāi)來(lái)了,有7部分,全部復(fù)制過(guò)去可以一次執(zhí)行得到7個(gè)圖。也可以把其中的一個(gè)復(fù)制出去執(zhí)行,都是可以的。代碼里面的注釋寫得也比較清楚,可以自行去修改Rs,RL,L,C的值。
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%---理想LC低通濾波器增益
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
f=[1000:100:100000000]; %頻率:范圍1Khz-10Mhz
w=(f.*pi*2); %角頻率
C=0.000001; %1uF 電容量
L=0.000001; %1uH 電感量
Zc=1./(w.*C.*j); %電容總阻抗
Zl=w.*L.*j; %電感總阻抗
Av= abs(Zc./(Zc+Zl)); %增益
figure; %畫圖
loglog(f,Av); %畫出增益曲線
grid on; %顯示網(wǎng)格
set(gca,''''YLim'''',[0.001 1000]);%y軸的數(shù)據(jù)顯示范圍
set(gca, ''''XTickLabel'''' ,{''''1K'''',''''10K'''',''''100K'''',''''1M'''',''''10M'''',''''100M''''}); %x軸頻率數(shù)據(jù)
set(gca, ''''YTickLabel'''' ,{''''0.001'''',''''0.01'''',''''0.1'''',''''1'''',''''10'''',''''100'''',''''1000''''}); %y軸幅度數(shù)據(jù)
xlabel(''''頻率''''), ylabel(''''增益''''); %x,y軸名稱
title([''''LC低通濾波器增益(L='''',num2str(L*1000000),''''uH,C='''',num2str(C*1000000),''''uF)'''']);%標(biāo)題
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%---不同負(fù)載
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
f=[1000:100:100000000]; %頻率:范圍1Khz-10Mhz
w=(f.*pi*2); %角頻率
C=0.000001; %1uF 電容量
L=0.000001; %1uH 電感量
RL1=1; %負(fù)載RL1=1
RL2=10; %負(fù)載RL2=10
RL3=100; %負(fù)載RL2=100
Zc=1./(w.*C.*j); %電容總阻抗
Zl=w.*L.*j; %電感總阻抗
Av1=abs(((Zc.*RL1)./(Zc+RL1))./(((Zc.*RL1)./(Zc+RL1))+Zl)); %負(fù)載1對(duì)應(yīng)增益
Av2=abs(((Zc.*RL2)./(Zc+RL2))./(((Zc.*RL2)./(Zc+RL2))+Zl)); %負(fù)載2對(duì)應(yīng)增益
Av3=abs(((Zc.*RL3)./(Zc+RL3))./(((Zc.*RL3)./(Zc+RL3))+Zl)); %負(fù)載3對(duì)應(yīng)增益
figure; %畫圖
loglog(f,Av1,f,Av2,f,Av3); %畫出3種負(fù)載的增益
grid on; %顯示網(wǎng)格
legend([''''RL='''',num2str(RL1)],[''''RL='''',num2str(RL2)],[''''RL='''',num2str(RL3)]);%曲線說(shuō)明
set(gca,''''YLim'''',[0.001 1000]);%y軸的數(shù)據(jù)顯示范圍
set(gca, ''''XTickLabel'''' ,{''''1K'''',''''10K'''',''''100K'''',''''1M'''',''''10M'''',''''100M''''}); %x軸頻率數(shù)據(jù)
set(gca, ''''YTickLabel'''' ,{''''0.001'''',''''0.01'''',''''0.1'''',''''1'''',''''10'''',''''100'''',''''1000''''}); %y軸幅度數(shù)據(jù)
xlabel(''''頻率''''), ylabel(''''增益''''); %x,y軸名稱
title([''''不同負(fù)載的增益(L='''',num2str(L*1000000),''''uH,C='''',num2str(C*1000000),''''uF)'''']);%標(biāo)題
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%---不同噪聲源內(nèi)阻
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
f=[1000:100:100000000]; %頻率:范圍1Khz-10Mhz
w=(f.*pi*2); %角頻率
C=0.000001; %1uF 電容量
L=0.000001; %1uH 電感量
RS1=0.1; %內(nèi)阻RS1=0.1
RS2=1; %內(nèi)阻RS2=1
RS3=10; %內(nèi)阻RS2=10
RL=1000000;%負(fù)載RL=1M
Zc=1./(w.*C.*j); %電容總阻抗
Zl=w.*L.*j; %電感總阻抗
Av1=abs(((Zc.*RL)./(Zc+RL))./(((Zc.*RL)./(Zc+RL))+Zl+RS1)); %內(nèi)阻1對(duì)應(yīng)增益
Av2=abs(((Zc.*RL)./(Zc+RL))./(((Zc.*RL)./(Zc+RL))+Zl+RS2)); %內(nèi)阻2對(duì)應(yīng)增益
Av3=abs(((Zc.*RL)./(Zc+RL))./(((Zc.*RL)./(Zc+RL))+Zl+RS3)); %內(nèi)阻3對(duì)應(yīng)增益
figure; %畫圖
loglog(f,Av1,f,Av2,f,Av3); %畫出3種內(nèi)阻的增益
grid on; %顯示網(wǎng)格
legend([''''Rs='''',num2str(RS1)],[''''Rs='''',num2str(RS2)],[''''Rs='''',num2str(RS3)]);%曲線說(shuō)明
set(gca,''''YLim'''',[0.001 1000]);%y軸的數(shù)據(jù)顯示范圍
set(gca, ''''XTickLabel'''' ,{''''1K'''',''''10K'''',''''100K'''',''''1M'''',''''10M'''',''''100M''''}); %x軸頻率數(shù)據(jù)
set(gca, ''''YTickLabel'''' ,{''''0.001'''',''''0.01'''',''''0.1'''',''''1'''',''''10'''',''''100'''',''''1000''''}); %y軸幅度數(shù)據(jù)
xlabel(''''頻率''''), ylabel(''''增益''''); %x,y軸名稱
title([''''不同噪聲源內(nèi)阻的增益(L='''',num2str(L*1000000),''''uH,C='''',num2str(C*1000000),''''uF)'''']);%標(biāo)題
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%---不同的電容C的值
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
f=[1000:100:100000000]; %頻率:范圍1Khz-10Mhz
w=(f.*pi*2); %角頻率
C1=0.000001; %1uF 電容量1
C2=0.00001; %10uF 電容量2
C3=0.0001; %100uF 電容量3
L=0.000001; %1uH 電感量
RS=0.1; %內(nèi)阻RS1=0.1
RL=1000000;%負(fù)載RL=1M
Zc1=1./(w.*C1.*j); %電容C1總阻抗
Zc2=1./(w.*C2.*j); %電容C2總阻抗
Zc3=1./(w.*C3.*j); %電容C3總阻抗
Zl=w.*L.*j; %電感總阻抗
Av1= abs(((Zc1.*RL)./(Zc1+RL))./(((Zc1.*RL)./(Zc1+RL))+Zl+RS));%電容1對(duì)應(yīng)增益
Av2= abs(((Zc2.*RL)./(Zc2+RL))./(((Zc2.*RL)./(Zc2+RL))+Zl+RS));%電容2對(duì)應(yīng)增益
Av3= abs(((Zc3.*RL)./(Zc3+RL))./(((Zc3.*RL)./(Zc3+RL))+Zl+RS));%電容2對(duì)應(yīng)增益
figure; %畫圖
loglog(f,Av1,f,Av2,f,Av3); %畫出3種電容的增益
grid on; %顯示網(wǎng)格
legend([''''C='''',num2str(C1*1000000),''''uF''''],[''''C='''',num2str(C2*1000000),''''uF''''],[''''C='''',num2str(C3*1000000),''''uF'''']);%曲線說(shuō)明
set(gca,''''YLim'''',[0.001 1000]);%y軸的數(shù)據(jù)顯示范圍
set(gca, ''''XTickLabel'''' ,{''''1K'''',''''10K'''',''''100K'''',''''1M'''',''''10M'''',''''100M''''}); %x軸頻率數(shù)據(jù)
set(gca, ''''YTickLabel'''' ,{''''0.001'''',''''0.01'''',''''0.1'''',''''1'''',''''10'''',''''100'''',''''1000''''}); %y軸幅度數(shù)據(jù)
xlabel(''''頻率''''), ylabel(''''增益''''); %x,y軸名稱
title([''''不同電容C的增益'''']);%標(biāo)題
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%---不同的電感L的值
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
f=[1000:100:100000000]; %頻率:范圍1Khz-10Mhz
w=(f.*pi*2); %角頻率
C=0.000001; %1uF 電容量
L1=0.000001; %1uH 電感量
L2=0.0000001; %0.1uH 電感量
L3=0.00000001; %0.01uH 電感量
RS=0.1; %內(nèi)阻RS1=0.1
RL=1000000;%負(fù)載RL=1M
Zc=1./(w.*C.*j); %電容C總阻抗
Zl1=w.*L1.*j; %電感L1總阻抗
Zl2=w.*L2.*j; %電感L2總阻抗
Zl3=w.*L3.*j; %電感L3總阻抗
Av1= abs(((Zc.*RL)./(Zc+RL))./(((Zc.*RL)./(Zc+RL))+Zl1+RS));%電感1對(duì)應(yīng)增益
Av2= abs(((Zc.*RL)./(Zc+RL))./(((Zc.*RL)./(Zc+RL))+Zl2+RS));%電感2對(duì)應(yīng)增益
Av3= abs(((Zc.*RL)./(Zc+RL))./(((Zc.*RL)./(Zc+RL))+Zl3+RS));%電感3對(duì)應(yīng)增益
figure; %畫圖
loglog(f,Av1,f,Av2,f,Av3); %畫出3種電感的增益
grid on; %顯示網(wǎng)格
legend([''''L='''',num2str(L1*1000000),''''uH''''],[''''L='''',num2str(L2*1000000),''''uH''''],[''''L='''',num2str(L3*1000000),''''uH'''']);%曲線說(shuō)明
set(gca,''''YLim'''',[0.001 1000]);%y軸的數(shù)據(jù)顯示范圍
set(gca, ''''XTickLabel'''' ,{''''1K'''',''''10K'''',''''100K'''',''''1M'''',''''10M'''',''''100M''''}); %x軸頻率數(shù)據(jù)
set(gca, ''''YTickLabel'''' ,{''''0.001'''',''''0.01'''',''''0.1'''',''''1'''',''''10'''',''''100'''',''''1000''''}); %x軸幅度數(shù)據(jù)
xlabel(''''頻率''''), ylabel(''''增益''''); %x,y軸名稱
title([''''不同電感L的增益'''']);%標(biāo)題
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%---MOS不串電阻
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
f=[1000:100:100000000]; %頻率:范圍1Khz-10Mhz
w=(f.*pi*2); %角頻率
C=0.000000001; %1nF 電容量
L=0.00000000917; %1uH 電感量
RS=0.1; %內(nèi)阻RS1=0.1
RL=1000000;%負(fù)載RL=1M
Zc=1./(w.*C.*j); %電容總阻抗
Zl=w.*L.*j; %電感總阻抗
Av=abs(((Zc.*RL)./(Zc+RL))./(((Zc.*RL)./(Zc+RL))+Zl+RS)); %MOS管不串增益
figure; %畫圖
loglog(f,Av); %畫出增益曲線
grid on; %顯示網(wǎng)格
set(gca,''''YLim'''',[0.001 1000]);%y軸的數(shù)據(jù)顯示范圍
set(gca, ''''XTickLabel'''' ,{''''1K'''',''''10K'''',''''100K'''',''''1M'''',''''10M'''',''''100M''''}); %x軸頻率數(shù)據(jù)
set(gca, ''''YTickLabel'''' ,{''''0.001'''',''''0.01'''',''''0.1'''',''''1'''',''''10'''',''''100'''',''''1000''''}); %x軸幅度數(shù)據(jù)
xlabel(''''頻率''''), ylabel(''''增益''''); %x,y軸名稱
title([''''MOS管不串電阻的增益(L='''',num2str(L*1000000000),''''nH,C='''',num2str(C*1000000000),''''nF)'''']);%標(biāo)題
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%---MOS串電阻
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
f=[1000:100:100000000]; %頻率:范圍1Khz-10Mhz
w=(f.*pi*2); %角頻率
C=0.000000001; %1nF 電容量
L=0.00000000917; %1uH 電感量
RS1=0.1; %內(nèi)阻RS1=0.1
RS2=1.1; %內(nèi)阻RS1=1.1
RS3=10.1; %內(nèi)阻RS1=10.1
RS4=100.1; %內(nèi)阻RS1=100.1
RL=1000000;%負(fù)載RL=1M
Zc=1./(w.*C.*j); %電容總阻抗
Zl=w.*L.*j; %電感總阻抗
Av1=abs(((Zc.*RL)./(Zc+RL))./(((Zc.*RL)./(Zc+RL))+Zl+RS1)); %MOS管不串增益
Av2=abs(((Zc.*RL)./(Zc+RL))./(((Zc.*RL)./(Zc+RL))+Zl+RS2)); %MOS管串1Ω電阻增益
Av3=abs(((Zc.*RL)./(Zc+RL))./(((Zc.*RL)./(Zc+RL))+Zl+RS3)); %MOS管串1Ω電阻增益
Av4=abs(((Zc.*RL)./(Zc+RL))./(((Zc.*RL)./(Zc+RL))+Zl+RS4)); %MOS管串1Ω電阻增益
figure; %畫圖
loglog(f,Av1,f,Av2,f,Av3,f,Av4); %畫出增益曲線
grid on; %顯示網(wǎng)格
legend([''''不串電阻''''],[''''串1Ω電阻''''],[''''串10Ω電阻''''],[''''串100Ω電阻'''']);%曲線說(shuō)明
set(gca,''''YLim'''',[0.001 1000]);%y軸的數(shù)據(jù)顯示范圍
set(gca, ''''XTickLabel'''' ,{''''1K'''',''''10K'''',''''100K'''',''''1M'''',''''10M'''',''''100M''''}); %x軸頻率數(shù)據(jù)
set(gca, ''''YTickLabel'''' ,{''''0.001'''',''''0.01'''',''''0.1'''',''''1'''',''''10'''',''''100'''',''''1000''''}); %x軸幅度數(shù)據(jù)
xlabel(''''頻率''''), ylabel(''''增益''''); %x,y軸名稱
title([''''MOS管串電阻的增益(L='''',num2str(L*1000000000),''''nH,C='''',num2str(C*1000000000),''''nF)'''']);%標(biāo)題
小結(jié)
LC串聯(lián)電路非常簡(jiǎn)單,然而實(shí)際電路應(yīng)用起來(lái)卻不簡(jiǎn)單,從而會(huì)引起各種各樣的現(xiàn)象,如果不深入分析的話,確實(shí)會(huì)有點(diǎn)無(wú)從下手。下面寫幾個(gè)小結(jié)論:
1、LC串聯(lián)諧振的增益,與信源內(nèi)阻,負(fù)載阻抗,電感,電容的大小都有很大的關(guān)系,四個(gè)變量造成的情景組合非常多,表現(xiàn)也就有很不一樣??偟膩?lái)說(shuō)信源內(nèi)阻越小,負(fù)載阻抗越大,電感越大,電容越小,越容易出現(xiàn)尖峰
2、LC濾波器惡化要滿足幾個(gè)條件:源內(nèi)阻要小,負(fù)載阻抗要大,噪聲頻率正好處于諧振頻率附近,電容容量太小,電感感量太大。
這些結(jié)論,個(gè)人認(rèn)為真心不重要,重要的是分析方法。有了方法,各種結(jié)論不是隨便就推出來(lái)了,還用別人告訴你嗎?至于開(kāi)篇提的幾個(gè)問(wèn)題,自然答案就出來(lái)了。
來(lái)源:硬件工程師煉成之路,原創(chuàng):煉成之路
免責(zé)聲明:本文為轉(zhuǎn)載文章,轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息,版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問(wèn)題,請(qǐng)聯(lián)系小編進(jìn)行處理。
推薦閱讀:
特別推薦
- 克服碳化硅制造挑戰(zhàn),助力未來(lái)電力電子應(yīng)用
- 了解交流電壓的產(chǎn)生
- 單結(jié)晶體管符號(hào)和結(jié)構(gòu)
- 英飛凌推出用于汽車應(yīng)用識(shí)別和認(rèn)證的新型指紋傳感器IC
- Vishay推出負(fù)載電壓達(dá)100 V的業(yè)內(nèi)先進(jìn)的1 Form A固態(tài)繼電器
- 康佳特推出搭載AMD 銳龍嵌入式 8000系列的COM Express緊湊型模塊
- 村田推出3225尺寸車載PoC電感器LQW32FT_8H系列
技術(shù)文章更多>>
- “扒開(kāi)”超級(jí)電容的“外衣”,看看超級(jí)電容“超級(jí)”在哪兒
- DigiKey 誠(chéng)邀各位參會(huì)者蒞臨SPS 2024?展會(huì)參觀交流,體驗(yàn)最新自動(dòng)化產(chǎn)品
- 提前圍觀第104屆中國(guó)電子展高端元器件展區(qū)
- 高性能碳化硅隔離柵極驅(qū)動(dòng)器如何選型,一文告訴您
- 貿(mào)澤電子新品推薦:2024年第三季度推出將近7000個(gè)新物料
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
濾波電感
濾波器
路由器設(shè)置
鋁電解電容
鋁殼電阻
邏輯IC
馬達(dá)控制
麥克風(fēng)
脈沖變壓器
鉚接設(shè)備
夢(mèng)想電子
模擬鎖相環(huán)
耐壓測(cè)試儀
逆變器
逆導(dǎo)可控硅
鎳鎘電池
鎳氫電池
紐扣電池
歐勝
耦合技術(shù)
排電阻
排母連接器
排針連接器
片狀電感
偏光片
偏轉(zhuǎn)線圈
頻率測(cè)量?jī)x
頻率器件
頻譜測(cè)試儀
平板電腦