在你的图表和布局RLC电路分析

2020年12月4日,

关键的外卖

RLC电路分析形式的语言用于构建和理解电路模型线性定常(LTI)系统与被动阻抗。
构建一个复杂的电子系统的电路模型需要一些经验和远见,寄生在真实电路元素和融合在一起形成等效RLC网络。
一旦你有一个RLC模型系统,您可以使用一些基本的RLC电路分析技术来模拟电行为。

RLC电路分析

电阻、电容和电感组成一个RLC电路。

RLC电路不只是基本电路从电子产品类,他们还提供了一种语言来解释行为的任何线性电气系统与被动阻抗。所有RLC电路可以由一个安排的电阻,电容,电感,可以用来在一个线性定常模型电行为(LTI)系统。系统你想模型可能没有任何真正的电容或者电感,但它可能表现出电容或者电感阻抗。

当你需要分析一个真正的RLC电路,或者是一个更复杂的电力系统模型的输电线路,您可以使用相同的分析工具,只要你可以建立一个RLC模型系统。RLC模型使用给你一个简单的方法来检查脉冲响应、层叠和转移函数在电路模型。创建的RLC模型,你可以检查你的电路模型正确的分析工具。

从PCB布局到RLC电路模型

构建一个复杂的电子系统的电路模型需要一些经验和远见,寄生在真实电路元素和融合在一起形成等效RLC网络。真正的LTI系统可以建模为一个RLC网络因为电阻,电容,电感器的基本电路元素描述如何在一个电路电压和电荷与电场和磁场交互。

RLC模型系统是不完整的,直到它既包含真正的电路元素和寄生。寄生时,将创建一些偏离理想的电气设计RLC网络行为。的一部分RLC电路分析是检查这两点的贡献在一起,以便更好地了解真正的电气行为PCB布局。

寄生在PCB布局

我们想真正的示意图是一个完美的表示电路PCB布局,这根本不是这样的。寄生出现无意的R, L, C元素目的电路之间的元素。这些元素结合并添加的总阻抗电路,有时以复杂的方式。你可以发现不同的寄生元素PCB布局在以下方面:

平行导体:任何两个导体并行排列,他们会有一些寄生电容。当有一些导体之间的零电位,它们之间的位移电流流过,增加了电路中总电流。
当前循环:任何回路的导体,包括飞机和导体与一些阻抗桥,将有一些寄生电感。任何交变磁场可以诱导电流在导体回路;这可以说是最常见的原因之一低EMI免疫力。
直流电阻:任何导体,电流也会有一些直流电阻,这将增加系统的总阻抗。

显然,PCB布局的环境增加了一些R, L和C元素的实际电路示意图,以及由此产生的电路行为可能非常复杂。身体上,这些寄生占输电线路阻抗、电容,电感,和其他著名的效果在实际的PCB布局。一旦你决定在哪里可以找到寄生在你的PCB布局和他们应该坐在你的RLC电路模型,您可以运行仿真电路图检查电行为。

在RLC电路分析模拟

香料模拟形式RLC电路分析的基础,对提取寄生元素的值和检查电行为。有一些基本的模拟,应该执行的RLC电路分析:

瞬态分析:真实系统的PCB驱动输入的范围;这些不仅仅是直流或谐波交流资源。模拟电路响应的时域RLC电路分析的核心部分。这里的目标是通过该系统直观地确定相位延迟,整体收益/损失,由于系统的反应阻抗信号失真。
传递函数:传递函数显示了RLC电路的交流频率响应模型,可以用来确定一个特定频率的电路的输出。相关的模拟pole-zero分析,它返回共振频率和阻尼常数在一个单一的模拟。
提取寄生参数扫描:这模拟和优化设计。通过遍历一系列的值,您可以看到重要的信号指标(如电压或电流,信号失真,相位延迟,等)受到寄生或电路元件的价值。看看这篇文章,看看您可以使用参数提取寄生清洁工。

不管你是分析电路布局之前,还是你决定寄生布线后,您可以使用这些核心模拟来更好地理解你的RLC电路。

结果从一个典型的频率扫描模拟电路与多个RLC网络如下所示。一个RLC网络,你可能很容易能够计算电路的谐振频率但这不是那么容易寄生在一个真正的RLC网络可能存在。在这里,我们可以很容易地看到目标网络中的共振频率(~ 505 MHz),加上一个额外的意想不到的高品质因数谐振网络中的一些复杂的带通频率较低的行为。

RLC电路分析结果