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LC串聯(lián)諧振的分析方法

ss ? 來源:硬件工程師煉成之路 ? 作者:硬件工程師煉成之 ? 2021-02-14 13:54 ? 次閱讀
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我一直有一個(gè)感覺:咱們硬件工程師,會遇到各種各樣的問題,亦或是各種各樣的現(xiàn)象,總會有一個(gè)非常簡單的解釋,一句話或者是幾句話,我們見多了這個(gè)解釋,就自以為明白了,當(dāng)別人再問起我們的時(shí)候,我們也會拿這句話去給別人解釋。

比如說,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,我在很長一段時(shí)間內(nèi)并不理解它到底是怎么來的,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,自然會有LC諧振的問題。LC串聯(lián)諧振,單獨(dú)拿出來說的話,可能會覺得太簡單了,這有啥好說的。自然是因?yàn)閷?shí)際應(yīng)用中會出現(xiàn)各種各樣的場景,盡管都是諧振,但是表現(xiàn)各不相同。

先來思考下這么幾個(gè)問題:

電路中不必要的LC串聯(lián)諧振要絕對杜絕嗎?

MOS管G極經(jīng)常串聯(lián)一個(gè)小電阻,說是可以抑制振蕩,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電阻來解決嗎?有沒有其它的解決方法?

這幾個(gè)問題,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)諧振電路非常簡單,我們還是來看下,這樣一步一步深入會更好的理解。

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常基礎(chǔ)的,就不贅述。實(shí)際電路的場景要遠(yuǎn)比這個(gè)要復(fù)雜,搞清楚那些才是我們的目的。那么我們下面就來結(jié)合具體的場景。

LC濾波器

LC濾波器經(jīng)常用,但有一個(gè)比較坑的問題就是,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)的我也會這么說原因,不過并不是真的明白,對于這種會起反效果的東西,我會懼怕,會擔(dān)心它出問題。這種懼怕,來源于對未知的恐懼,因?yàn)闆]有懂?,F(xiàn)在下面來具體分析下

首先,我們需要明白,噪聲是如何被放大的?也就是說輸出比輸入幅度要大?

先來看最簡單的模型,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??梢钥吹?,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

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,沒有電阻器件的引入,在諧振頻率處,增益總是等于無窮大的。我們從增益Av的公式就可以得出來,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。相對來說,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,負(fù)載阻抗越低,越不容易產(chǎn)生尖峰,也就是說不容易惡化。

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,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。不過需要注意,尖峰變小,只是說最高點(diǎn)變小了,但是引起了諧振頻率降低,新的諧振點(diǎn)可能還是要比原來的增益更高,也就是說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)都沒有放大作用,比如如果電容加到100uF,整個(gè)頻段基本都沒有放大作用了。

實(shí)際電路具體加到多大的電容,完全不會出現(xiàn)尖峰呢?這個(gè)跟信號源內(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,即使是原來的1uf也不會有尖峰,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,尖峰也會消失。同樣的,電感變化會造成諧振頻率移動,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。

總的來說,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)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),我們來看實(shí)際的問題:MOS管G極串聯(lián)電阻如何抑制諧振?

這個(gè)問題,我們首先要明白,問題是如何產(chǎn)生的,即為什么會振蕩?其實(shí)通過前面的鋪墊,也就很明白了。

這個(gè)是典型的MOS管驅(qū)動電路,串聯(lián)了10Ω電阻。

盡管從電路圖上看去,上面既沒有電感,也沒有電容。但實(shí)際上是,我們PCB總要將線從驅(qū)動芯片拉到MOS管,我查了一下,線寬12mil,長度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。我們只是為了說明道理,那取電容1nF吧。

一般來說,左邊驅(qū)動管子發(fā)出開關(guān)信號,它的內(nèi)阻一般不會很低,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)動信號可以看作是一個(gè)階躍信號,頻率分量非常豐富,肯定有52Mhz附近的頻率。

所以說確實(shí)會發(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。我們再看看曲線。

可以看到,串聯(lián)1Ω電阻,還是放大,最大到3倍,說明電阻稍小。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,會造成驅(qū)動信號的高頻分量丟失,最終上升沿變緩,也就是MOS管開啟的時(shí)間變長。

相信到這里,對于這個(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,寄生電感越大,越容易引起問題,電阻就要選得更大些。

從文章開頭,一路看下來,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抄抄,也不會有問題。等到有新人問到“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,是不是總有一種模模糊糊的感覺呢?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)圖對應(yīng)的代碼分開來了,有7部分,全部復(fù)制過去可以一次執(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對應(yīng)增益

Av2=abs(((Zc.*RL2)。/(Zc+RL2))。/(((Zc.*RL2)。/(Zc+RL2))+Zl)); %負(fù)載2對應(yīng)增益

Av3=abs(((Zc.*RL3)。/(Zc+RL3))。/(((Zc.*RL3)。/(Zc+RL3))+Zl)); %負(fù)載3對應(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=1

MZc=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對應(yīng)增益

Av2=abs(((Zc.*RL)。/(Zc+RL))。/(((Zc.*RL)。/(Zc+RL))+Zl+RS2)); %內(nèi)阻2對應(yīng)增益

Av3=abs(((Zc.*RL)。/(Zc+RL))。/(((Zc.*RL)。/(Zc+RL))+Zl+RS3)); %內(nèi)阻3對應(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對應(yīng)增益

Av2= abs(((Zc2.*RL)。/(Zc2+RL))。/(((Zc2.*RL)。/(Zc2+RL))+Zl+RS));%電容2對應(yīng)增益

Av3= abs(((Zc3.*RL)。/(Zc3+RL))。/(((Zc3.*RL)。/(Zc3+RL))+Zl+RS));%電容2對應(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對應(yīng)增益

Av2= abs(((Zc.*RL)。/(Zc+RL))。/(((Zc.*RL)。/(Zc+RL))+Zl2+RS));%電感2對應(yīng)增益

Av3= abs(((Zc.*RL)。/(Zc+RL))。/(((Zc.*RL)。/(Zc+RL))+Zl3+RS));%電感3對應(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)電路非常簡單,然而實(shí)際電路應(yīng)用起來卻不簡單,從而會引起各種各樣的現(xiàn)象,如果不深入分析的話,確實(shí)會有點(diǎn)無從下手。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??偟膩碚f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了,還用別人告訴你嗎?至于開篇提的幾個(gè)問題,自然答案就出來了。

責(zé)任編輯:xj

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