大家好,我是硬件微講堂。這是在電子星球的第6篇原創(chuàng)文章。
前面關(guān)于振鈴的文章,我已經(jīng)寫過兩篇:
但是仍感覺有些東西沒有講出來,不吐不快,還想繼續(xù)聊,所以就有了第三篇。在文章下方,可免費(fèi)獲取本文所搭建的仿真工程文件。仿真軟件:TINA-TI。
回應(yīng)硬微粉的訴求
有小伙伴讓我從阻抗不連續(xù)形成反射的角度來分析下振鈴,我這邊仔細(xì)考慮,感覺以自己的能力和所使用的仿真軟件沒辦法搭建相應(yīng)的仿真案例,只能講講理論。但如果只是單純的講理論,那肯定沒有Eric、李玉山、于博士講的好,容易落入俗套,想想還是再積累積累吧。
從阻抗不連續(xù)維度來分析,大家可以翻閱《信號完整性與電源完整性分析》第8章或者《于博士SI設(shè)計(jì)手記》第4章,有比較詳細(xì)的闡述,里面也有仿真數(shù)據(jù)。
PS:這兩本書,我都買了,都讀過,干貨很多。建議大家買紙質(zhì)書研究,畢竟知識是無價(jià)的。
LC選頻特性的頻域分析
回應(yīng)完硬粉的訴求,咱繼續(xù)聊聊振鈴。
上圖是把一個(gè)1MHz的方波信號打進(jìn)一個(gè)LC串聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò),輸出端產(chǎn)生的振鈴信號。前面文章也說了振鈴發(fā)生在信號狀態(tài)切換時(shí),同時(shí)也提到了LC的選頻特性。并從頻域角度,用頻率增益曲線分析了選頻特性。(文章詳見本文開頭的鏈接①)
今天,我想從時(shí)域角度,用掃頻方式去驗(yàn)證LC諧振電路的選頻特性。
LC選頻特性的時(shí)域驗(yàn)證
首先,搭建一個(gè)仿真模型,VG1為激勵(lì)源,R1為激勵(lì)源的內(nèi)阻,L1和C1組成LC網(wǎng)絡(luò),VF1/VF2/VF3分別為3個(gè)測試點(diǎn),用于觀察波形。
既然要從時(shí)域出發(fā),要掃頻,我們就把激勵(lì)源VG1設(shè)置為變量,分別設(shè)置頻率為10MHz、20MHz、50MHz、100MHz,振幅為1V的正弦波。
為什么設(shè)置為正弦波,而不是方波?
好問題!因?yàn)榉讲ò念l率分量范圍太寬,不利于觀察選頻,而正弦波的頻率單一,非常方便觀察選頻特性。
①當(dāng)激勵(lì)源為10MHz時(shí),如下圖所示,VF1和VF3波形基本重合;
②當(dāng)激勵(lì)源為20MHz時(shí),如下圖所示,VF3的振幅稍大于VF1的振幅;
③當(dāng)激勵(lì)源為50MHz時(shí),如下圖所示,VF3波形已遠(yuǎn)大于VF1,VF3振幅已是VF1的23倍??蹿厔?,振幅仍未達(dá)到穩(wěn)態(tài),后面仍在增大。
④當(dāng)激勵(lì)源為100MHz時(shí),如下圖所示,VF3波形已發(fā)生畸變,幅值發(fā)生衰減。
或許這樣縱向?qū)Ρ?,還不夠明顯。我們再橫向?qū)Ρ认?,如下圖所示,和50MHz的VF3[3]相比,其他幾個(gè)的幅值基本可以忽略。
這LC諧振的選頻放大特性是不是很明顯?
這樣再去看方波在狀態(tài)切換時(shí)振鈴現(xiàn)象,有沒有感覺更清晰了?
總結(jié)
前面,從頻域角度,我們用頻率增益曲線分析LC諧振網(wǎng)絡(luò)的選頻特性;
現(xiàn)在,從時(shí)域角度,我們用掃頻方式來驗(yàn)證LC諧振網(wǎng)絡(luò)的選頻特性。
這樣,相信你對振鈴現(xiàn)象的理解又更深了一步。
怎么樣?一個(gè)簡短的問題,給出的回答可淺可深,就看你對這個(gè)知識點(diǎn)的理解達(dá)到怎樣的程度。你學(xué)廢了么?
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