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零点和极点的物理意义(我看到的最容易理解的一种解读)

自从上次我回答了一个关于零点和极点的物理意义的题以来,已经过了很久了。何止是很久了,简直就是很久了。以至于,今天我来填坑,已经忘了上次我都答了些啥。只好把我之前写得答案重新看了一下。写得真好啊摔。惊堂木声上回大概聊了下极点的物理意义和零点的物理意义。这次打算做一些稍深些的讨论。上次有人私信问我,为啥RC的单位是秒呢?那打算回答下第一个问题,为什么RxC的量纲是时间。简单来说,电阻的意义就是,两端加上固定的1v电压,多长时间有1080个电子从这头跑到了那头。而电阻呢,就是一个大桶,有1v电压的时候,到底有多少个电子装里面了。好吧,现在看上面的单位。个数和个数,约掉了。1v电压和1v电压,约掉了。还剩下个约不掉的,就是时间。所以RC的量纲就是时间。括号 有人能告诉我为什么约掉的约字为什么跟约妹子的约字是同一个约吗?这样真的好吗。接下来说一说这个重要的时间常数在我们的极点和零点计算和估算中,到底有什么意义。我们可以说,在一个电阻和电容系统中,RC这个时间常数,异常重要。电容总是喜欢那些变化着的信号,而电阻的爱比较绵长。好吧,这种拟人化的说法感觉太纯情了。换一种说法来说,电容总是对变化的信号比较敏感,而电阻比较持久。这次听上去不那么纯情了,终于显得有点儿色情了。注意上面用到的词。持久和变化。注意这是两个定性的词。定性的词有个坏处,就是标准可能不太确切。不过有时候这也是好处。比方说老婆问你她胖不胖的时候。但总之在电阻和电容的这个事儿上,你要分清楚什么是持久的,什么是变化的,需要定量来描述的时候。RC时间常数就变成了一条分界线。这就是说,在比这个时间更短的时间内,电容需要更大的电流来使得自己的电压变化。或者说,如果有一个相等大小的电压变化,从电容上会有更多的电流通过。而在比RC常数更长的时间范围内,电容需要的电流就小的多了。知道了这个道理,很快我们就能推出一个系统里极点和零点的大概位置。电阻和电容网络里的零点,大概都是左半平面的。而有时候我们遇到的零点,是右半平面的。这是啥意思呢?当信号通路里面存在一个电阻和一个电容并联的时候,对于速度快于RC时间常数的信号,这个RC网络起主导作用的是电容。而对速度慢于这个时间常数的信号,起主导作用的是电阻。假设在这个并联的电阻电容R 与Cz 后面接了一个较大的负载电容Cl,那么在低频信号变化较慢的部分,R和Cz的并联网络里,R主导。所以有一个极点,在RCl处。并且信号滞后了。而对于那些快速变化的,变化的速度快于R Cz的这些信号,Cz起主导作用。并且它会倾向于让输出和输入之间没有延时。所以低频信号有延时而高频信号没有,在相位上的表现就好像是把之前极点延时的90度又给抬回去了。这是左半平面零点。常常听到它可以提升相位,很多情况下本质上就是上面描述的这样,因为有一个在高频下更猛的通路旁路了一个对频率不太敏感的通路。而两个通路传递过来的信号方向是同向的。方向是同向的是什么意思呢?在低频下你给一个向上的输入信号,假设输出是向上的。在高频的情况下,这个信号依然是向上的。OK,我们说高频和低频的信号通路是同向的。假如方向不同向,会是什么情况呢?也有一个零点,只不过我们会说这个零点是右半平面的。考虑一个共源放大器,有一个电容Cz连接着输入和输出。在低频下,输入信号和输出信号是反向的。而高频下,电容Cz想把输出信号的方向搞得跟输入信号是一样的!这暗示了一个事情,这个电容非但没把延迟的信号补回来,倒把信号直接搞反向了。反向就是掉了个180度的头。也就是说,在之前极点90度时延的基础上,又增加了90度的时延。啊,人们之所以讨厌右边平面零点,就是这个原因。因为这个时延的存在,本来你以为是负反馈的事情,在某个频率下居然变成了正反馈。惊不惊喜,开不开心,意不意外。时间有限,感觉这一篇写得很粗糙。凑合着将就了。免得开了个专栏,里面什么也没有。荒草丛生,没有了鲜花。
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hylylx
LV.9
2
2019-08-19 14:47
看不懂,写的不错
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2019-08-20 08:23
没分段看的眼花没看完
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