還記得以前的微分方程類嗎？今天討論的主題是阻尼振蕩器電路和瞬態信號響應
，它出現在許多不同的物理係統中。互連中以及PCB中(zhong)電(dian)源(yuan)線(xian)上(shang)的(de)瞬(shun)態(tai)響(xiang)應(ying)是(shi)導(dao)致(zhi)位(wei)錯(cuo)誤(wu)，時(shi)序(xu)抖(dou)動(dong)和(he)其(qi)他(ta)信(xin)號(hao)完(wan)整(zheng)性(xing)問(wen)題(ti)的(de)原(yuan)因(yin)。大(da)家(jia)可(ke)以(yi)確(que)定(ding)采(cai)用(yong)瞬(shun)態(tai)信(xin)號(hao)分(fen)析(xi)來(lai)設(she)計(ji)完(wan)美(mei)電(dian)路(lu)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)要(yao)采(cai)取(qu)的(de)設(she)計(ji)步(bu)驟(zhou)。

 

keyishoudongjianzhahejisuanjiandandianluzhongdeshuntaixinhaofenxi，congerkeyihuizhishuntaixiangyingsuishijiandebianhuaquxian。gengfuzadedianlukenengnanyishoudongfenxi。xiangfan，ninkeyizaifangzhenqishejiqijianshiyongmoniqijinxingshiyushuntaixinhaofenxi。ruguoshiyongzhengquedeshejiruanjian，ninshenzhibuxuyaobianmajineng。

 

形式上

，瞬變可能發生在電路中，這些電路可以寫成一組耦合的一階線性或非線性微分方程（自治或非自治）。瞬態響應可以通過多種方式確定。

 

時不變電路中沒有反饋的瞬態響應屬於以下三種情況之一：

 

過度阻尼：緩慢衰減的響應

，無振蕩

臨界阻尼：  快的衰減響應，無振蕩

阻尼不足：衰減的振蕩響應

 

在電路仿真方麵，您可以直接從原理圖中運行瞬態信號分析仿真。這需要考慮電路行為的兩個方麵：

 

驅動信號。這定義了引起瞬態響應的輸入電壓/電流水平的變化。這可能涉及兩個信號電平（即開關數字信號）之zhi間jian的de變bian化hua，當dang前qian輸shu入ru信xin號hao電dian平ping的de下xia降jiang或huo尖jian峰feng，或huo者zhe驅qu動dong信xin號hao中zhong的de任ren何he其qi他ta任ren意yi變bian化hua。您nin可ke以yi考kao慮lv使shi用yong正zheng弦xian信xin號hao或huo任ren意yi周zhou期qi波bo形xing進jin行xing驅qu動dong。您nin還hai可ke以yi考kao慮lv信xin號hao在zai兩liang個ge級ji別bie之zhi間jian切qie換huan時shi的de有you限xian上shang升sheng時shi間jian。

 

初始條件。這定義了驅動信號波動或驅動波形開啟時的電路狀態。假設在時間t=0時，電路  初處於穩定狀態（即
，電路中沒有先前的瞬態響應）。如果未指定初始條件，則假定在t=0時電壓和電流為零。

運(yun)行(xing)模(mo)擬(ni)之(zhi)後(hou)，將(jiang)為(wei)您(nin)提(ti)供(gong)覆(fu)蓋(gai)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)和(he)輸(shu)出(chu)的(de)輸(shu)出(chu)，使(shi)您(nin)可(ke)以(yi)準(zhun)確(que)地(di)看(kan)到(dao)信(xin)號(hao)電(dian)平(ping)的(de)不(bu)同(tong)變(bian)化(hua)如(ru)何(he)產(chan)生(sheng)瞬(shun)態(tai)響(xiang)應(ying)。下(xia)麵(mian)顯(xian)示(shi)了(le)一(yi)個(ge)切(qie)換(huan)數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)的(de)示(shi)例(li)。在(zai)此(ci)電(dian)路(lu)中(zhong)，我(wo)們(men)假(jia)設(she)未(wei)指(zhi)定(ding)初(chu)始(shi)條(tiao)件(jian)。電(dian)流(liu)的(de)瞬(shun)態(tai)響(xiang)應(ying)由(you)於(yu)阻(zu)尼(ni)不(bu)足(zu)而(er)表(biao)現(xian)出(chu)嚴(yan)重(zhong)的(de)過(guo)衝(chong)和(he)下(xia)衝(chong)。這(zhe)裏(li)的(de)一(yi)種(zhong)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)是(shi)在(zai)源(yuan)端(duan)增(zeng)加(jia)一(yi)些(xie)串(chuan)聯(lian)電(dian)阻(zu)以(yi)增(zeng)加(jia)阻(zu)尼(ni)。更(geng)好(hao)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)是(shi)減(jian)小(xiao)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)電(dian)感(gan)或(huo)增(zeng)加(jia)電(dian)容(rong)

，以(yi)使(shi)響(xiang)應(ying)進(jin)入(ru)阻(zu)尼(ni)狀(zhuang)態(tai)。

 

瞬態信號分析結果示例

 

原理圖與布局後瞬態信號分析

 

上(shang)圖(tu)中(zhong)的(de)輸(shu)出(chu)類(lei)似(si)於(yu)在(zai)反(fan)射(she)波(bo)形(xing)仿(fang)真(zhen)中(zhong)看(kan)到(dao)的(de)輸(shu)出(chu)
，其(qi)中(zhong)在(zai)布(bu)局(ju)後(hou)仿(fang)真(zhen)中(zhong)比(bi)較(jiao)了(le)入(ru)射(she)波(bo)和(he)反(fan)射(she)波(bo)。在(zai)這(zhe)種(zhong)情(qing)況(kuang)下(xia)的(de)區(qu)別(bie)是(shi)我(wo)們(men)在(zai)原(yuan)理(li)圖(tu)中(zhong)工(gong)作(zuo)，該(gai)原(yuan)理(li)沒(mei)有(you)考(kao)慮(lv)PCB中zhong的de寄ji生sheng效xiao應ying。在zai布bu局ju後hou仿fang真zhen中zhong，會hui考kao慮lv寄ji生sheng因yin素su，您nin的de瞬shun態tai信xin號hao分fen析xi結jie果guo可ke能neng會hui通tong知zhi您nin對dui布bu局ju或huo疊die層ceng進jin行xing一yi些xie更geng改gai
，以yi減jian少shao上shang述shu振zhen鈴ling。

 

ruguozaichuanshuxiandebujuhouxinhaowanzhengxingfangzhenzhongkandaoshangshujieguo

，zeyizhongjiejuefanganshijianxiaohulianzhongdehuanludiangan，binganbilijianxiaodianrong。zhejiangzaibugaibiantexingzukangdeqingkuangxiazengjiadianludezuni。zhehaijiangdianluzhongdexiezhenpinlvyizhigenggaodezhi
，congerjiangdilezhenlingfudu。lingyizhongxuanzeshizaiqudongqichujinxingchuanlianduanjie。

 

極點零分析

 

時(shi)域(yu)仿(fang)真(zhen)的(de)一(yi)種(zhong)替(ti)代(dai)方(fang)法(fa)是(shi)使(shi)用(yong)零(ling)極(ji)點(dian)分(fen)析(xi)。該(gai)技(ji)術(shu)將(jiang)電(dian)路(lu)帶(dai)入(ru)拉(la)普(pu)拉(la)斯(si)域(yu)，並(bing)計(ji)算(suan)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)極(ji)點(dian)和(he)零(ling)點(dian)。這(zhe)使(shi)您(nin)可(ke)以(yi)立(li)即(ji)查(zha)看(kan)瞬(shun)態(tai)信(xin)號(hao)響(xiang)應(ying)在(zai)電(dian)路(lu)中(zhong)的(de)行(xing)為(wei)。請(qing)注(zhu)意(yi)
，這(zhe)種(zhong)類(lei)型(xing)的(de)仿(fang)真(zhen)仍(reng)可(ke)以(yi)考(kao)慮(lv)瞬(shun)態(tai)信(xin)號(hao)分(fen)析(xi)中(zhong)的(de)初(chu)始(shi)條(tiao)件(jian)，因(yin)此(ci)結(jie)果(guo)更(geng)為(wei)通(tong)用(yong)。但(dan)是(shi)
，您(nin)不(bu)能(neng)直(zhi)接(jie)看(kan)到(dao)瞬(shun)態(tai)信(xin)號(hao)的(de)幅(fu)度(du)，因(yin)為(wei)您(nin)沒(mei)有(you)明(ming)確(que)考(kao)慮(lv)輸(shu)入(ru)波(bo)形(xing)的(de)行(xing)為(wei)。

 

瞬態信號分析中的穩定性和不穩定性

 

這裏要注意的  一點是包含反饋的電路中不穩定的可能性。在典型的電路中，您將在PCB原理圖和布局中進行檢查
，幾乎總是會遇到穩定的瞬態信號。上麵的示例顯示了穩定的響應。盡管存在瞬態振蕩，但信號  終會衰減到穩態。在具有強反饋的電路中，瞬態振蕩會變得不穩定並隨著時間而增長。

 

fangdaqishiyizhongzhongsuozhouzhideqingkuang，zaicunzaiqiangfankuideqingkuangxia，rebodonghuoqiangliedeqianzunixiangyinghuiqudongfangdaqidexiangyingbiandebuwendinghebaohe。baohedefeixianxingshibubiandianlu  終將迫使此不穩定的振幅穩定到恒定水平。

 

在瞬態信號分析中，您可以輕鬆地發現時域中的不穩定性；這將在欠阻尼狀態下以輸出呈指數增長的幅度出現。在零極點分析中
，實數部分為正。