有沒有想過平時(shí)我們用的電阻、電容、電感等元件器,實(shí)際使用時(shí)并不是我們表面上看到的僅僅有自身的一些特性,他們都有各自不同的等效電路,在不同的工作頻率下,它所體現(xiàn)的就不在只是單純的電阻、電容、電感。
一、 電阻
同一個(gè)電阻元件在通以直流和交流電時(shí)測得的電阻值是不相同的,
在低頻時(shí),就是普通的電阻,它的作用是通過將一些電能裝化成熱能來達(dá)到電壓降低的目的。在高頻交流下,須考慮電阻元件的引線電感L0和分布電容C0的影響,其等效電路圖如下所示,圖中R為理想電阻。
根據(jù)電阻的等效電路圖,可以方便的計(jì)算出整個(gè)電阻的阻抗:
下圖描繪了電阻的阻抗絕對值與頻率的關(guān)系,正像看到的那樣,低頻時(shí)電阻的阻抗是R,然而當(dāng)頻率升高并超過一定值時(shí),寄生電容的影響成為主要因素,它引起電阻的阻抗的下降。當(dāng)頻率繼續(xù)升高時(shí),由于引線電感的影響,總的阻值上升,引線電感在很高的頻率下代表一個(gè)開路線或無限大阻抗。
典型值為1K的電阻阻抗絕對值與頻率的關(guān)系
二、 電感
電感主要用于晶體管的偏置網(wǎng)絡(luò)或?yàn)V波器中。電感通常由導(dǎo)線在圓導(dǎo)體柱上繞制而成,因此電感除了考慮本身的感性特征,還需要考慮導(dǎo)線的電阻以及相鄰線圈之間的電容分布電容。電感的等效電路如下圖所示,RL為串聯(lián)電阻,CL為寄生旁路電容,他們是由分布電容和電阻帶來的綜合效應(yīng)。
電感元件除電感L外,也總是有損耗電阻RL和分布電容CL。一般情況下RL和CL的影響很小。電感元件接與直流并達(dá)到穩(wěn)態(tài),可視為電阻;高頻時(shí)等效電路如下圖:
電感的高頻特性與理想電感的預(yù)期特性不同,如下圖所示:首先,當(dāng)頻率接近諧振點(diǎn)時(shí),高頻電感的阻抗迅速提高,當(dāng)頻率繼續(xù)提高時(shí),寄生電容C的影響為主要因素,線圈阻抗逐漸降低。
電感阻抗絕對值與頻率的關(guān)系
三、電容
片狀電容在射頻電路中的應(yīng)用十分廣泛,它可以用于濾波器調(diào)頻、匹配網(wǎng)絡(luò)、晶體管的偏置等很多電路中,因此很有必要了解它們的高頻特性。電容的高頻等效電路如下圖所示,其中L為引線的寄生電感;描述引線導(dǎo)體損耗用一個(gè)串聯(lián)的等效電阻R1;描述介質(zhì)損耗用一個(gè)并聯(lián)的電阻R2。
同樣可以得到一個(gè)典型的電容器的阻抗絕對值與頻率的關(guān)系,如下圖所示,由于存在介質(zhì)損耗和有限長的引線,電容顯示出于電阻同樣的諧振特性。當(dāng)電容的工作頻率低于其自身的自諧振頻率時(shí),其阻抗值會隨著頻率的升高而降低,其電容值隨著隨著頻率的升高而升高。
典型的1pF電容阻抗絕對值與頻率的關(guān)系