高频电路中的电容,电阻,电感特性
高频电路相关的宝藏up:这是磁珠的阻抗特性曲线,在不同的频率下表现出不同的阻值,因此使用LCR电桥测量磁珠阻抗的时候需要先设定测量频率:一款LCR电桥仪的参数:一个典型的1KΩ电阻阻抗绝对值与频率的关系:下图描绘了电阻的阻抗绝对值与频率的关系,正像看到的那样,低频时电阻的阻抗是R,然而当频率升高并超过一定值 时,寄生电容的影响成为主要的,它引起电阻阻抗的下降。当频率继续升高时,由于引线电感的影响,
高频电路相关的宝藏up:
这是磁珠的阻抗特性曲线,在不同的频率下表现出不同的阻值,因此使用LCR电桥测量磁珠阻抗的时候需要先设定测量频率:
一款LCR电桥仪的参数:
一个典型的1KΩ电阻阻抗绝对值与频率的关系:
下图描绘了电阻的阻抗绝对值与频率的关系,正像看到的那样,低频时电阻的阻抗是R,然而当频率升高并超过一定值 时,寄生电容的影响成为主要的,它引起电阻阻抗的下降。当频率继续升高时,由于引线电感的影响,总的阻抗上升,引线电感在很高的频率下代表一个开路线或无 限大阻抗
与电阻和电容相同,电感的高频特性同样与理想电感的预期特性不同,如下图所示:首先,当频率接近谐振点时,高频电感的阻抗迅速提高;第二,当频率继续提高时,寄生电容C的影响成为主要的,线圈阻抗逐渐降低。
总之,在高频电路中,导线连同基本的电阻、电容和电感这些基本的无源器件的性能明显与理想元件特征不同。读者可以发现低频时恒定的电阻值,到高频时显示出具 有谐振点的二阶系统相应;在高频时,电容中的电介质产生了损耗,造成电容起呈现的阻抗特征只有低频时才与频率成反比;在低频时电感的阻抗响应随频率的增加 而线形增加,达到谐振点前开始偏离理想特征,最终变为电容性。这些无源元件在高频的特性都可以通过前面提到的品质因数描述,对于电容和电感来说,为了调谐的目的,通常希望的到尽可能高的品质因数。
电阻有品质因数吗
电阻(Resistor)通常没有品质因数(Q因子),因为品质因数通常用于描述电感(Inductor)或电容(Capacitor)等储能元件的性能,而电阻本质上是一个能量消耗元件。
品质因数(Q因子)是一个无量纲的参数,主要用于描述电感和电容器件的储能能力与能量损耗之间的比值。Q因数越高,表示储能元件在同样条件下损耗的能量越少,表现得更为理想。
由于电阻的主要功能是消耗能量(通过热耗散),它没有储能的功能,因此不具备品质因数的概念。不过,在一些特殊情况下,例如在高频电路中,电阻可能会有寄生的电感和电容效应,这时可以通过一种类似于Q因子的参数来描述这些效应对电阻性能的影响。但这些情况非常特殊,并不是电阻的基本特性。
一般PCB上面什么样的频率成为高频:
在PCB设计中,通常认为频率在 50 MHz 或 100 MHz 及以上的信号属于高频信号。这是因为在这个频率范围内,信号的波长变短,PCB上的寄生效应(如寄生电容、寄生电感)和电磁辐射效应会变得显著,对信号完整性、传输线效应、阻抗匹配等提出了更高的要求。
高频PCB设计中的重要考虑因素
- 信号完整性:高频信号容易受到噪声、反射和串扰的影响,因此需要严格控制PCB上的信号路径、阻抗和层叠结构。
- 传输线效应:当信号频率足够高时,PCB上的导线需要作为传输线来设计,必须考虑特性阻抗(如50欧姆)和终端匹配。
- 电磁干扰(EMI):高频信号容易辐射电磁波,导致EMI问题,需要使用屏蔽、滤波和良好的接地设计来减轻这种影响。
- 寄生效应:高频信号容易受到寄生电容和寄生电感的影响,这会导致信号失真或能量损耗。
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