LC串聯諧振的意義
發布時間:2021-01-22 來源:煉成之路 責任編輯:wenwei
【導讀】我一直有一個感覺:zanmenyingjiangongchengshi,huiyudaogezhonggeyangdewenti,yihuoshigezhonggeyangdexianxiang,zonghuiyouyigefeichangjiandandejieshi,yijuhuahuozheshijijuhua,womenjianduolezhegejieshi,jiuziyiweimingbaile,dangbierenzaiwenqiwomendeshihou,womenyehuinazhejuhuaqugeibierenjieshi。
比bi如ru說shuo,寄ji生sheng電dian感gan這zhe個ge字zi眼yan就jiu經jing常chang出chu現xian,特te別bie是shi引yin線xian電dian感gan。我wo們men解jie釋shi一yi些xie問wen題ti的de時shi候hou都dou是shi直zhi接jie套tao用yong的de,默mo認ren它ta的de存cun在zai。可ke實shi際ji上shang是shi,我wo在zai很hen長chang一yi段duan時shi間jian內nei並bing不bu理li解jie它ta到dao底di是shi怎zen麼me來lai的de,因yin為wei我wo印yin象xiang中zhong電dian感gan都dou是shi線xian圈quan,而er直zhi導dao線xian並bing不bu是shi。直zhi到dao之zhi前qian不bu久jiu我wo才cai思si索suo了le一yi番fan,算suan是shi有you一yi些xie了le解jie,也ye寫xie了le下xia麵mian一yi篇pian文wen章zhang。
寄生電感怎麼來的
最近一直在看電感和磁珠的內容,也有看LC濾波器,自然會有LC諧振的問題。LC串chuan聯lian諧xie振zhen,單dan獨du拿na出chu來lai說shuo的de話hua,可ke能neng會hui覺jiao得de太tai簡jian單dan了le,這zhe有you啥sha好hao說shuo的de。自zi然ran是shi因yin為wei實shi際ji應ying用yong中zhong會hui出chu現xian各ge種zhong各ge樣yang的de場chang景jing,盡jin管guan都dou是shi諧xie振zhen,但dan是shi表biao現xian各ge不bu相xiang同tong。
先來思考下這麼幾個問題:
電路中不必要的LC串聯諧振要絕對杜絕嗎?
MOS管G極經常串聯一個小電阻,說是可以抑製振蕩,啥原理呢?這個電阻阻值怎麼取呢?
電源上麵加上磁珠,結果紋波變大了,隻能換0Ω電阻來解決嗎?有沒有其它的解決方法?
這幾個問題,如果你明白了LC串聯諧振的分析方法,那麼自然都不在話下了。
LC串聯諧振電路
盡管LC串聯諧振電路非常簡單,我們還是來看下,這樣一步一步深入會更好的理解。

一個電感和一個電容串聯,在某個特定的頻率,就會發生諧振,這個頻率就是諧振頻率。串聯諧振電路有如下特點:
諧振時整個電路阻抗呈電阻性,阻抗最小,電流達到最大;
諧振時電感和電容兩端的電壓達到最大。
shangmianzhexielilundoushifeichangjichude,jiubuzhuishu。shijidianludechangjingyaoyuanbizhegeyaofuza,gaoqingchunaxiecaishiwomendemude。namewomenxiamianjiulaijiehejutidechangjing。
LC濾波器
LC濾波器經常用,但有一個比較坑的問題就是,有時候使用LC濾波器之後,效果反而更差了,還不如不用。
yuanyinwomendangrankeyishuoshizaizaoshengzaicichuxiezhenla,zaoshengbeifangdalezhileide。zengjingdewoyehuizhemeshuoyuanyin,buguobingbushizhendemingbai,duiyuzhezhonghuiqifanxiaoguodedongxi,wohuijupa,huidanxintachuwenti。zhezhongjupa,laiyuanyuduiweizhidekongju,yinweimeiyoudong。xianzaixiamianlaijutifenxixia
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,如果增益大於1,那麼說明被放大了。很容易列出增益的公式,我們畫下這個曲線。

上圖的曲線,是1uH電感,1uF電容的增益。可以看到,在低頻時,增益基本就是1,yejiushibufangdabushuaijian。erzaixiezhenpinlvchu,youyigefeichanggaodejianfeng,yinweizhelishedingdeqijianweilixiangqijian,suolilunshangjianfengweiqiongda,xiezhenpinlvpangbiandezengyiyeshifeichanggaode,erzaipinlvbijiaogaodeshihou,suizhepinlvdeshenggao,zengyixiajiang,yejiushishuaijianleshuruxinhao。
如果我們能把諧振頻率處的增益降到0.707左(zuo)右(you),那(na)就(jiu)是(shi)完(wan)美(mei)的(de)低(di)通(tong)濾(lv)波(bo)器(qi)了(le)。很(hen)顯(xian)然(ran),電(dian)感(gan)和(he)電(dian)容(rong)都(dou)是(shi)非(fei)耗(hao)能(neng)器(qi)件(jian),沒(mei)有(you)電(dian)阻(zu)器(qi)件(jian)的(de)引(yin)入(ru),在(zai)諧(xie)振(zhen)頻(pin)率(lv)處(chu),增(zeng)益(yi)總(zong)是(shi)等(deng)於(yu)無(wu)窮(qiong)大(da)的(de)。我(wo)們(men)從(cong)增(zeng)益(yi)Av的公式就可以得出來,因為諧振頻率時的分母為0。
幸運的是,我們的濾波電路總是要接負載的,我們把信號濾波之後總是要給負載用的,接入了負載,那增益又不一樣了。
不同負載的LC濾波器
現實中的電路各種各樣,負載的阻抗也就差別很大了,下麵是加入負載的模型。

我們看看負載是1Ω,10Ω,100Ω的增益曲線,如下圖:

womenkeyikandao,fuzaidianzuyuexiao,xiezhenchudezengyiyuexiao,xiezhenyinqidezaoshengbiandayuebuhuifasheng。dangranle,shijidianluzhongdefuzaigezhonggeyang,youdizude,yougaozude。xiangduilaishuo,dizufuzaidegengburongyifashengjiarulvboqixiaoguogengchadeshiqing。yinci,ruguonifaxiantongyangdeLC濾波器,加入不同的電路,有的效果好,有的效果變差,很有可能就是因為負載的不同。
所以說,負載阻抗越低,越不容易產生尖峰,也就是說不容易惡化。
噪聲源內阻的影響
chulefuzaizukangdeyingxiang,haiyouzaoshengyuanneizudeyingxiang,shijidezaoshengxinhaokendingshiyouyidingdeneizude。genjuneizudebutong,womengoujianxiamiandemoxing,jiaruneizudecanliang。

分別畫出Rs=0.1Ω,Rs=1Ω,Rs=10Ω的情況,為了排除負載電阻的影響,寧其為高阻態,統一RL=1MΩ。

可以看到,內阻越大,越不容易產生尖峰,也就是說不容易惡化,反之,內阻越小,越容易惡化。
L、C的值的影響
除了內阻和負載大小,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,內阻,負載,電感都為Rs=0.1,RL=1MΩ,L=1uH。

可(ke)以(yi)看(kan)到(dao),電(dian)容(rong)增(zeng)大(da),尖(jian)峰(feng)變(bian)小(xiao),也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo),在(zai)遇(yu)到(dao)諧(xie)振(zhen)引(yin)起(qi)噪(zao)聲(sheng)增(zeng)大(da)的(de)情(qing)況(kuang),可(ke)以(yi)嚐(chang)試(shi)增(zeng)大(da)電(dian)容(rong)是(shi)可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)噪(zao)聲(sheng)。不(bu)過(guo)需(xu)要(yao)注(zhu)意(yi),尖(jian)峰(feng)變(bian)小(xiao),隻(zhi)是(shi)說(shuo)最(zui)高(gao)點(dian)變(bian)小(xiao)了(le),但(dan)是(shi)引(yin)起(qi)了(le)諧(xie)振(zhen)頻(pin)率(lv)降(jiang)低(di),新(xin)的(de)諧(xie)振(zhen)點(dian)可(ke)能(neng)還(hai)是(shi)要(yao)比(bi)原(yuan)來(lai)的(de)增(zeng)益(yi)更(geng)高(gao),也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)如(ru)果(guo)噪(zao)聲(sheng)正(zheng)好(hao)是(shi)這(zhe)個(ge)頻(pin)率(lv)段(duan),那(na)麼(me)改(gai)變(bian)之(zhi)後(hou)效(xiao)果(guo)變(bian)更(geng)差(cha)了(le)。當(dang)然(ran)了(le),如(ru)果(guo)我(wo)們(men)加(jia)更(geng)大(da)的(de)電(dian)容(rong),即(ji)使(shi)是(shi)諧(xie)振(zhen)點(dian)都(dou)沒(mei)有(you)放(fang)大(da)作(zuo)用(yong),比(bi)如(ru)如(ru)果(guo)電(dian)容(rong)加(jia)到(dao)100uF,整個頻段基本都沒有放大作用了。
實際電路具體加到多大的電容,完全不會出現尖峰呢?這個跟信號源內阻Rs,負載阻抗RL,電感值L都有關係。實際上,如果內阻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,內阻,負載,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。我們如果繼續減小電感到0.01uH,尖(jian)峰(feng)也(ye)會(hui)消(xiao)失(shi)。同(tong)樣(yang)的(de),電(dian)感(gan)變(bian)化(hua)會(hui)造(zao)成(cheng)諧(xie)振(zhen)頻(pin)率(lv)移(yi)動(dong),具(ju)體(ti)是(shi)使(shi)噪(zao)聲(sheng)變(bian)大(da)還(hai)是(shi)變(bian)小(xiao)也(ye)是(shi)要(yao)依(yi)情(qing)況(kuang)而(er)定(ding),與(yu)內(nei)阻(zu),負(fu)載(zai),電(dian)容(rong)都(dou)有(you)關(guan)係(xi)。
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濾波器用於電源濾波發生噪聲變大,可以增大電容,或者減少電感。
這裏之所以說大部分電路,是因為如果滿足一定的Rs,RL的條件,可能結果是相反的,這個可以自己修改Matlab代碼(後文分享出來)裏麵的參量,執行下就知道了。
MOS管G極串聯電阻如何抑製諧振
有了以上的基礎,我們來看實際的問題:MOS管G極串聯電阻如何抑製諧振?
這個問題,我們首先要明白,問題是如何產生的,即為什麼會振蕩?其實通過前麵的鋪墊,也就很明白了。

這個是典型的MOS管驅動電路,串聯了10Ω電阻。
盡管從電路圖上看去,上麵既沒有電感,也沒有電容。但實際上是,我們PCB總要將線從驅動芯片拉到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,並且還不小,小的幾百pF,大點的幾nF。我們隻是為了說明道理,那取電容1nF吧。
一般來說,左邊驅動管子發出開關信號,它的內阻一般不會很大,盡管現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。
那麼負載電阻是多大呢?負載是MOS管,那阻抗就很大了,就取RL=1MΩ。
看看現在的等效電路:

從前麵內容知道,源內阻越小,負載阻抗越大,就越容易產生諧振尖峰。我們畫出此時曲線。

可以看到,諧振頻率52Mhz處增益達到了好幾十倍。而MOS管驅動信號可以看作是一個階躍信號,頻率分量非常豐富,肯定有52Mhz附近的頻率。
所以說確實會發生諧振。
現在分別串聯1Ω,10Ω,100Ω電阻,這個電阻可以等效到內阻裏麵去,相當於等效電路變成了Rs=1.1Ω,Rs=10.1Ω,Rs=100.1Ω,其它參數不變。我們再看看曲線。

可以看到,串聯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管開啟的時間變長。
相信到這裏,對於這個串聯電阻的作用,已經怎麼取值應該就比較清楚了。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(cong)文(wen)章(zhang)開(kai)頭(tou),一(yi)路(lu)看(kan)下(xia)來(lai),這(zhe)也(ye)太(tai)費(fei)勁(jin)了(le),確(que)實(shi),明(ming)白(bai)這(zhe)些(xie)也(ye)不(bu)是(shi)很(hen)容(rong)易(yi),很(hen)多(duo)時(shi)候(hou),我(wo)們(men)都(dou)是(shi)拿(na)著(zhe)廠(chang)家(jia)的(de)原(yuan)理(li)圖(tu)來(lai)抄(chao)抄(chao),也(ye)不(bu)會(hui)有(you)問(wen)題(ti)。等(deng)到(dao)有(you)新(xin)人(ren)問(wen)到(dao)“這個電阻幹什麼用的?”老員工答曰“抑製振蕩”,是啊,這四個字,每個字都認識,是不是總有一種模模糊糊的感覺呢?希望看完此文之後不再模糊。
Matlab源碼
上麵所有的曲線圖,Matlab源碼都在這個裏麵了,我已經把每個圖對應的代碼分開來了,有7部分,全部複製過去可以一次執行得到7個圖。也可以把其中的一個複製出去執行,都是可以的。代碼裏麵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:範圍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; %顯示網格
set(gca,''''YLim'''',[0.001 1000]);%y軸的數據顯示範圍
set(gca, ''''XTickLabel'''' ,{''''1K'''',''''10K'''',''''100K'''',''''1M'''',''''10M'''',''''100M''''}); %x軸頻率數據
set(gca, ''''YTickLabel'''' ,{''''0.001'''',''''0.01'''',''''0.1'''',''''1'''',''''10'''',''''100'''',''''1000''''}); %y軸幅度數據
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)'''']);%標題
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%---不同負載
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
f=[1000:100:100000000]; %頻率:範圍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; %負載RL1=1
RL2=10; %負載RL2=10
RL3=100; %負載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)); %負載1對應增益
Av2=abs(((Zc.*RL2)./(Zc+RL2))./(((Zc.*RL2)./(Zc+RL2))+Zl)); %負載2對應增益
Av3=abs(((Zc.*RL3)./(Zc+RL3))./(((Zc.*RL3)./(Zc+RL3))+Zl)); %負載3對應增益
figure; %畫圖
loglog(f,Av1,f,Av2,f,Av3); %畫出3種負載的增益
grid on; %顯示網格
legend([''''RL='''',num2str(RL1)],[''''RL='''',num2str(RL2)],[''''RL='''',num2str(RL3)]);%曲線說明
set(gca,''''YLim'''',[0.001 1000]);%y軸的數據顯示範圍
set(gca, ''''XTickLabel'''' ,{''''1K'''',''''10K'''',''''100K'''',''''1M'''',''''10M'''',''''100M''''}); %x軸頻率數據
set(gca, ''''YTickLabel'''' ,{''''0.001'''',''''0.01'''',''''0.1'''',''''1'''',''''10'''',''''100'''',''''1000''''}); %y軸幅度數據
xlabel(''''頻率''''), ylabel(''''增益''''); %x,y軸名稱
title([''''不同負載的增益(L='''',num2str(L*1000000),''''uH,C='''',num2str(C*1000000),''''uF)'''']);%標題
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%---不同噪聲源內阻
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
f=[1000:100:100000000]; %頻率:範圍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; %內阻RS1=0.1
RS2=1; %內阻RS2=1
RS3=10; %內阻RS2=10
RL=1000000;%負載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)); %內阻1對應增益
Av2=abs(((Zc.*RL)./(Zc+RL))./(((Zc.*RL)./(Zc+RL))+Zl+RS2)); %內阻2對應增益
Av3=abs(((Zc.*RL)./(Zc+RL))./(((Zc.*RL)./(Zc+RL))+Zl+RS3)); %內阻3對應增益
figure; %畫圖
loglog(f,Av1,f,Av2,f,Av3); %畫出3種內阻的增益
grid on; %顯示網格
legend([''''Rs='''',num2str(RS1)],[''''Rs='''',num2str(RS2)],[''''Rs='''',num2str(RS3)]);%曲線說明
set(gca,''''YLim'''',[0.001 1000]);%y軸的數據顯示範圍
set(gca, ''''XTickLabel'''' ,{''''1K'''',''''10K'''',''''100K'''',''''1M'''',''''10M'''',''''100M''''}); %x軸頻率數據
set(gca, ''''YTickLabel'''' ,{''''0.001'''',''''0.01'''',''''0.1'''',''''1'''',''''10'''',''''100'''',''''1000''''}); %y軸幅度數據
xlabel(''''頻率''''), ylabel(''''增益''''); %x,y軸名稱
title([''''不同噪聲源內阻的增益(L='''',num2str(L*1000000),''''uH,C='''',num2str(C*1000000),''''uF)'''']);%標題
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%---不同的電容C的值
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
f=[1000:100:100000000]; %頻率:範圍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; %內阻RS1=0.1
RL=1000000;%負載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對應增益
Av2= abs(((Zc2.*RL)./(Zc2+RL))./(((Zc2.*RL)./(Zc2+RL))+Zl+RS));%電容2對應增益
Av3= abs(((Zc3.*RL)./(Zc3+RL))./(((Zc3.*RL)./(Zc3+RL))+Zl+RS));%電容2對應增益
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軸的數據顯示範圍
set(gca, ''''XTickLabel'''' ,{''''1K'''',''''10K'''',''''100K'''',''''1M'''',''''10M'''',''''100M''''}); %x軸頻率數據
set(gca, ''''YTickLabel'''' ,{''''0.001'''',''''0.01'''',''''0.1'''',''''1'''',''''10'''',''''100'''',''''1000''''}); %y軸幅度數據
xlabel(''''頻率''''), ylabel(''''增益''''); %x,y軸名稱
title([''''不同電容C的增益'''']);%標題
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%---不同的電感L的值
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
f=[1000:100:100000000]; %頻率:範圍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; %內阻RS1=0.1
RL=1000000;%負載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對應增益
Av2= abs(((Zc.*RL)./(Zc+RL))./(((Zc.*RL)./(Zc+RL))+Zl2+RS));%電感2對應增益
Av3= abs(((Zc.*RL)./(Zc+RL))./(((Zc.*RL)./(Zc+RL))+Zl3+RS));%電感3對應增益
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軸的數據顯示範圍
set(gca, ''''XTickLabel'''' ,{''''1K'''',''''10K'''',''''100K'''',''''1M'''',''''10M'''',''''100M''''}); %x軸頻率數據
set(gca, ''''YTickLabel'''' ,{''''0.001'''',''''0.01'''',''''0.1'''',''''1'''',''''10'''',''''100'''',''''1000''''}); %x軸幅度數據
xlabel(''''頻率''''), ylabel(''''增益''''); %x,y軸名稱
title([''''不同電感L的增益'''']);%標題
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%---MOS不串電阻
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
f=[1000:100:100000000]; %頻率:範圍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; %內阻RS1=0.1
RL=1000000;%負載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; %顯示網格
set(gca,''''YLim'''',[0.001 1000]);%y軸的數據顯示範圍
set(gca, ''''XTickLabel'''' ,{''''1K'''',''''10K'''',''''100K'''',''''1M'''',''''10M'''',''''100M''''}); %x軸頻率數據
set(gca, ''''YTickLabel'''' ,{''''0.001'''',''''0.01'''',''''0.1'''',''''1'''',''''10'''',''''100'''',''''1000''''}); %x軸幅度數據
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)'''']);%標題
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
%---MOS串電阻
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
f=[1000:100:100000000]; %頻率:範圍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; %內阻RS1=0.1
RS2=1.1; %內阻RS1=1.1
RS3=10.1; %內阻RS1=10.1
RS4=100.1; %內阻RS1=100.1
RL=1000000;%負載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軸的數據顯示範圍
set(gca, ''''XTickLabel'''' ,{''''1K'''',''''10K'''',''''100K'''',''''1M'''',''''10M'''',''''100M''''}); %x軸頻率數據
set(gca, ''''YTickLabel'''' ,{''''0.001'''',''''0.01'''',''''0.1'''',''''1'''',''''10'''',''''100'''',''''1000''''}); %x軸幅度數據
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)'''']);%標題
小結
LCchuanliandianlufeichangjiandan,ranershijidianluyingyongqilaiquebujiandan,congerhuiyinqigezhonggeyangdexianxiang,ruguobushenrufenxidehua,queshihuiyoudianwucongxiashou。xiamianxiejigexiaojielun:
1、LCchuanlianxiezhendezengyi,yuxinyuanneizu,fuzaizukang,diangan,dianrongdedaxiaodouyouhendadeguanxi,sigebianliangzaochengdeqingjingzuhefeichangduo,biaoxianyejiuyouhenbuyiyang。zongdelaishuoxinyuanneizuyuexiao,fuzaizukangyueda,dianganyueda,dianrongyuexiao,yuerongyichuxianjianfeng
2、LC濾波器惡化要滿足幾個條件:源內阻要小,負載阻抗要大,噪聲頻率正好處於諧振頻率附近,電容容量太小,電感感量太大。
zhexiejielun,gerenrenweizhenxinbuzhongyao,zhongyaodeshifenxifangfa。youlefangfa,gezhongjielunbushisuibianjiutuichulaile,haiyongbierengaosunima?zhiyukaipiantidejigewenti,zirandaanjiuchulaile。
來源:硬件工程師煉成之路,原創:煉成之路
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