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LC串聯(lián)諧振的意義

2020/12/24
279
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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?zhuān)痪湓捇蛘呤菐拙湓挘覀円?jiàn)多了這個(gè)解釋?zhuān)妥砸詾槊靼琢?,?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(xiě)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常基礎(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(lèi)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。現(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(huà)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(huà)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(huà)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(huà)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(xiě)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-10Mhzw=(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(huà)圖loglog(f,Av); %畫(huà)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(chēng)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-10Mhzw=(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=1RL2=10;     %負(fù)載 RL2=10RL3=100;    %負(fù)載 RL2=100Zc=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(huà)圖loglog(f,Av1,f,Av2,f,Av3); %畫(huà)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(chēng)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-10Mhzw=(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=0.1RS2=1;     %內(nèi)阻 RS2=1RS3=10;    %內(nèi)阻 RS2=10RL=1000000;%負(fù)載 RL=1MZc=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(huà)圖loglog(f,Av1,f,Av2,f,Av3); %畫(huà)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(chēng)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-10Mhzw=(f.*pi*2);              %角頻率C1=0.000001; %1uF   電容量 1C2=0.00001;  %10uF   電容量 2C3=0.0001;   %100uF   電容量 3L=0.000001; %1uH   電感量RS=0.1;   %內(nèi)阻 RS1=0.1RL=1000000;%負(fù)載 RL=1MZc1=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(huà)圖loglog(f,Av1,f,Av2,f,Av3); %畫(huà)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(chēng)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-10Mhzw=(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=0.1RL=1000000;%負(fù)載 RL=1MZc=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(huà)圖loglog(f,Av1,f,Av2,f,Av3); %畫(huà)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(chēng)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-10Mhzw=(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=0.1RL=1000000;%負(fù)載 RL=1MZc=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(huà)圖loglog(f,Av); %畫(huà)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(chēng)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-10Mhzw=(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=0.1RS2=1.1;   %內(nèi)阻 RS1=1.1RS3=10.1;   %內(nèi)阻 RS1=10.1RS4=100.1;   %內(nèi)阻 RS1=100.1RL=1000000;%負(fù)載 RL=1MZc=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(huà)圖loglog(f,Av1,f,Av2,f,Av3,f,Av4); %畫(huà)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(chēng)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(xiě)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。

寫(xiě)了好幾天了,有幫助的話麻煩點(diǎn)個(gè)贊吧,謝謝!

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電子產(chǎn)業(yè)圖譜

公眾號(hào)“硬件工程師煉成之路”作者,近10年硬件開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn),致力于硬件分享交流,共同學(xué)習(xí)進(jìn)步。