#征文#基于LTSPICE仿真电容谐振特性

电容是一种可以存储一定电荷量的元器件,当电荷在电场中受到力移动时,如果两个导体之间有介质材料阻碍电荷移动,从而使得电荷累积在导体上造成电荷的累计存储,则存储的电荷量称为电容。

当两个极板受到电压时,此时介质中的正负电荷往两极移动,同时束缚住加在两个极板上的电压,随着加在两个极板电压越来越高,移动向两极的电荷也越来越多,电容存储的电荷量也就越多,用公式Q=CU表示。

去耦的作用是给不需要的噪声信号提供低阻抗回路。

电容的去耦其实可以从多个角度来考虑: 1.分压角度,对于特定频率信号,当后端阻抗变低时,分得的电压更低,形成滤波; 2.电容充放电角度,在不考虑寄生参数的情况下,当原始信号的频率很高时,对应此时周期很小,而电容的充电时间是3-5RC,信号周期越短,电容电压上升的越慢,后端通常该频率的电压越小,该信号的频率越难通过该电容到达后级,形成滤波。

耦合是指将前级信号尽可能无损耗的加到后级电路中,同时去掉不需要的信号,例如耦合电容就是在将交流信号从前级耦合到后级的同时,隔开前级电路中的直流成分。

电容等效为引线导体损耗R1,寄生电感L,等效电容C,介质损耗R2,通常R2较小,近似看作L和C的串联,当L和C阻抗形成共轭时,L和C形成谐振,此时电路呈现纯电阻电路,电路整体阻抗达到最小。我们基于LTSPICE软件对该性能进行仿真:

选取电容为10uf,2.5nH,此时谐振频率为1MHz (    

           )  ,频率为谐振频率时1MHz,电压峰峰值为200uv。

当频率高于谐振频率时,分别为2MHz,20MHz,此时电压峰峰值为4mV,60mV。

当频率低于谐振频率时,分别为10KHz,1KHz,此时电压峰峰值为320mV,1.6V。

总结:可以发现,当频率处于LC谐振频率点附近时,原始频率的峰峰值可以由原来的2V下降到200uv。 注:在不考虑电容的谐振效应情况下,电容滤波的本质是充放电,当原始信号的频率很高时,对应此时周期很小,而电容的充电时间是3-5RC,信号周期越短,电容电压上升的越慢,电压数值越小,该信号的频率越难通过该电容到达后级,形成滤波。

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  • dy-KWsphClW 3天前
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  • dy-KWsphClW 3天前
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