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容性反射和感性反射

09/17 08:55
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反射是因?yàn)?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/481492.html">阻抗突變,實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,需要注意阻抗突變的情況有很多,比如封裝引線、信號(hào)轉(zhuǎn)換層的過孔、焊盤、樁線、分支結(jié)構(gòu)、返回路徑的跨分割等等。阻抗突變分為容性突變和感性突變,容性突變和感性突變對(duì)應(yīng)于容性反射和感性反射。

容性反射

實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,常見的容性反射發(fā)生于信號(hào)鏈路的過孔和焊盤。為了直觀體現(xiàn)容性反射的容性特征,搭建相關(guān)的電路,如下圖:

仿真得出電容的電壓電流曲線:

仿真的結(jié)果說明,電容上電壓不會(huì)突變,電壓曲線是緩慢上升的。也就是說,電容的充放電是需要時(shí)間的,很多資料會(huì)給出電容充放電電壓和電流的相關(guān)公式:

由仿真結(jié)果和公式可以看出,充電曲線是呈指數(shù)增長(zhǎng)的,放電曲線是呈指數(shù)衰減的。經(jīng)過5個(gè)時(shí)間常數(shù)的時(shí)間間隔后,充電電壓向上增長(zhǎng)到終值的99%(可認(rèn)為100%),同理也可以推出,放電電流向下衰減,可衰減99%(可認(rèn)為100%),至初值的1%(可認(rèn)為0%)。

在實(shí)際的工作中,我們還需要關(guān)注的是容性反射對(duì)信號(hào)質(zhì)量的影響。搭建相關(guān)仿真電路:

修改不同的電容容值,來體現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)中遇到的不同大小的容性反射,仿真得出的曲線如下:

仿真結(jié)果說明,容性反射會(huì)影響信號(hào)上升邊,容性反射越大,上升邊越緩。

除了電容反射的容性問題,還有不同速率的信號(hào)遇到容性反射,會(huì)有什么不同?仿真電路的搭建如上圖,只是修改脈沖的上升邊下降沿時(shí)間,來模擬不同信號(hào)。

仿真結(jié)果說明,信號(hào)上升邊越小,容性反射對(duì)其影響就越大。

感性反射

實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,常見的感性反射發(fā)生于信號(hào)鏈路的反焊盤和跨分割。為了直觀體現(xiàn)感性反射的感性特征,搭建相關(guān)的電路,如下圖:

仿真的結(jié)果說明,電感的電流不能突變,電流曲線是緩慢上升的;電壓因?yàn)榉瓷洌矔r(shí)到最大值。

在實(shí)際的工作中,我們需要關(guān)注感性反射對(duì)信號(hào)質(zhì)量的影響。搭建相關(guān)仿真電路:

仿真結(jié)果說明,感性反射會(huì)影響信號(hào)上升邊,感性反射越大,上升邊越緩。

除了電感反射的感性問題,還有不同信號(hào)遇到感性反射,會(huì)有什么不同?仿真電路的搭建如上圖,只是修改脈沖的上升邊下降沿時(shí)間,來模擬不同信號(hào)。

仿真結(jié)果說明,信號(hào)的上升邊越小,感性反射引起的噪聲越大,對(duì)其影響就越大。

不同感值在源端和終端得到的曲線是不同的,下圖比較直觀體現(xiàn)相互關(guān)系:

總結(jié)

最后,給出容性反射和感性反射仿真結(jié)果的曲線,來比較一下容性反射和感性反射的不同。

容性反射和感性反射在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中,不可避免,了解其基礎(chǔ)特征,能在實(shí)際工作更清楚一些波形的背后原理,有助于實(shí)際問題的解決。

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