你的位置:首頁 > 互連技術(shù) > 正文

解析電阻、電容及電感的高頻等效電路及特性曲線

發(fā)布時間:2018-05-18 責任編輯:lina

【導(dǎo)讀】低頻電子學中最普通的電路元件就是電阻,它的作用是通過將一些電能裝化成熱能來達到電壓降低的目的。電阻的高頻等效電路如圖所示,其中兩個電感L模擬電阻兩端的引線的寄生電感,同時還必須根據(jù)實際引線的結(jié)構(gòu)考慮電容效應(yīng);用電容C模擬電荷分離效應(yīng)。


高頻電阻
 
低頻電子學中最普通的電路元件就是電阻,它的作用是通過將一些電能裝化成熱能來達到電壓降低的目的。電阻的高頻等效電路如圖所示,其中兩個電感L模擬電阻兩端的引線的寄生電感,同時還必須根據(jù)實際引線的結(jié)構(gòu)考慮電容效應(yīng);用電容C模擬電荷分離效應(yīng)。
 
 
電阻等效電路表示法
 
根據(jù)電阻的等效電路圖,可以方便的計算出整個電阻的阻抗:
 
 
下圖描繪了電阻的阻抗絕對值與頻率的關(guān)系,正像看到的那樣,低頻時電阻的阻抗是R,然而當頻率升高并超過一定值 時,寄生電容的影響成為主要的,它引起電阻阻抗的下降。當頻率繼續(xù)升高時,由于引線電感的影響,總的阻抗上升,引線電感在很高的頻率下代表一個開路線或無 限大阻抗。
 
 
一個典型的1K?電阻阻抗絕對值與頻率的關(guān)系
 
高頻電容
 
片狀電容在射頻電路中的應(yīng)用十分廣泛,它可以用于濾波器調(diào)頻、匹配網(wǎng)絡(luò)、晶體管的偏置等很多電路中,因此很有必要了解它們的高頻特性。電容的高頻等效電路如圖所示,其中L為引線的寄生電感;描述引線導(dǎo)體損耗用一個串聯(lián)的等效電阻R1;描述介質(zhì)損耗用一個并聯(lián)的電阻R2。
 
 
電容等效電路表示法
 
同樣可以得到一個典型的電容器的阻抗絕對值與頻率的關(guān)系。如下圖所示,由于存在介質(zhì)損耗和有限長的引線,電容顯示出與電阻同樣的諧振特性。
 
 
一個典型的1pF電容阻抗絕對值與頻率的關(guān)系
 
高頻電感
 
電感的應(yīng)用相對于電阻和電容來說較少,它主要用于晶體管的偏置網(wǎng)絡(luò)或濾波器中。電感通常由導(dǎo)線在圓導(dǎo)體柱上繞制而成,因此電感除了考慮本身的感性特征,還需要考慮導(dǎo)線的電阻以及相鄰線圈之間的分布電容。電感的等效電路模型如下圖所示,寄生旁路電容C和串聯(lián)電阻R分別由分布電容和電阻帶來的綜合效應(yīng)。
 
 
高頻電感的等效電路
 
與電阻和電容相同,電感的高頻特性同樣與理想電感的預(yù)期特性不同,如下圖所示:首先,當頻率接近諧振點時,高頻電感的阻抗迅速提高;第二,當頻率繼續(xù)提高時,寄生電容C的影響成為主要的,線圈阻抗逐漸降低。
 
 
電感阻抗絕對值與頻率的關(guān)系
 
總之,在高頻電路中,導(dǎo)線連同基本的電阻、電容和電感這些基本的無源器件的性能明顯與理想元件特征不同。讀者可以發(fā)現(xiàn)低頻時恒定的電阻值,到高頻時顯示出具 有諧振點的二階系統(tǒng)相應(yīng);在高頻時,電容中的電介質(zhì)產(chǎn)生了損耗,造成電容起呈現(xiàn)的阻抗特征只有低頻時才與頻率成反比;在低頻時電感的阻抗響應(yīng)隨頻率的增加 而線形增加,達到諧振點前開始偏離理想特征,最終變?yōu)殡娙菪?。這些無源元件在高頻的特性都可以通過前面提到的品質(zhì)因數(shù)描述,對于電容和電感來說,為了調(diào)諧 的目的,通常希望的到盡可能高的品質(zhì)因數(shù)。



推薦閱讀:
了解數(shù)字總線開關(guān)系列支持的電壓和頻率
熱敏電阻和模擬溫度傳感器感測解決方案
是德科技與 Qualcomm(高通)攜手加速千兆 LTE 創(chuàng)新,打造 2 Gbps 下載速度
Synopsys與安博教育集團建立戰(zhàn)略合作關(guān)系,共同打造中國集成電路人才培養(yǎng)生態(tài)體系
無線充電BOM成本大比拼:SoC性價比高在哪?

 
要采購導(dǎo)線么,點這里了解一下價格!
特別推薦
技術(shù)文章更多>>
技術(shù)白皮書下載更多>>
熱門搜索
壓控振蕩器 壓力傳感器 壓力開關(guān) 壓敏電阻 揚聲器 遙控開關(guān) 醫(yī)療電子 醫(yī)用成像 移動電源 音頻IC 音頻SoC 音頻變壓器 引線電感 語音控制 元件符號 元器件選型 云電視 云計算 云母電容 真空三極管 振蕩器 振蕩線圈 振動器 振動設(shè)備 震動馬達 整流變壓器 整流二極管 整流濾波 直流電機 智能抄表
?

關(guān)閉

?

關(guān)閉