电阻不再是电阻（转）

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电阻不再是电阻（转） [复制链接]

    作者: Kenneth Wyatt     电阻不再是电阻——高频时确实如此许多设计师没有意识到实际元件中的寄生因素会影响它们的值。    当频率达到几百兆赫兹时，诸如电阻、电感和电容等基本元件都会呈现出非理想的特性。这种变化在设计滤波器或试图优化供电网络、旁路网络或偏置电路时将变得非常关键。
     现在让我们讨论最常见的电阻。下面是电阻的理想阻抗曲线，正如你期望的那样，是一条直线。

图1：理想电阻的阻抗与频率之间的关系曲线表明在所有频率下阻抗都是相同的值。


现在让我们考虑一个具有短引线的碳质电阻。通过增加引线的寄生电感和电阻端帽之间的并联电容就可以得到下面这种高频时的简化模型。

图2：典型电阻在高频时的简化模型，其中包含了并联电容和串联电感。


(引线长度为1/4英寸的)碳质电阻的典型串联电感为14nH，并联电容为1-2pF。
如果绘出这种简化模型的频率曲线，你应该会看到下面这个理想的阻抗图。

图3：实际电阻的理想阻抗图上有几个不同的点，分别展示了电阻主导、电容减少阻抗和电感增加阻抗的特性。


     在较低频率时，图中的曲线是纯阻性的(水平直线)。但随着频率的增加，并联电容将占主导地位，阻抗开始以20dB/10倍频下降。电阻现在变成了电容，这里出现了转折点。


图中还有一个容性电抗等于感性电抗的点。在这个短暂的瞬间，阻抗再一次变为纯阻性(虽然阻值要小得多)。串联谐振就发生在这个转折点。

      在这个点之后，串联的引线电感占主导地位，可怜的电阻变成了电感。它的阻抗曲线以20dB/10倍频的斜率上升。
为了帮助说明，我测量了一个引线长度为1/4英寸的碳质电阻，并绘出了下面这张图。

图4：带短引线的1kΩ碳质电阻的阻抗测量图。


      由于图中只给出了从1MHz到450MHz的频率变化，因此看不到由于串联电感而引起的阻抗增加那段曲线。然而在100MHz时，你可以看到1kΩ电阻的阻抗已经下降到约730Ω。在300MHz时，阻抗只有300Ω了。
即使在使用串联电感为1-2nH、并联电容为0.2-0.4pF的典型表贴元件时，高达数百兆赫兹的频率也会影响阻抗测量值。
通过理解实际元件的寄生因素对阻抗的影响，你将明白为何要保持引线长度和电路走线尽可能短、为何在高频设计中表贴元件性能更加优异。

你遇到过随着频率的增加串联电感或并行电容改变的情况吗？这种情况将如何影响你的设计性能呢？

maychang

图4中，与该电阻串联一支小电感，显然可以使大约30MHz～100MHz(甚至更高一些)曲线下降部分变得平直。
如果该电阻是某三极管的负载电阻，原曲线30MHz～100MHz的下降将限制放大器的带宽，串联一个小电感后可以展宽放大器的带宽。这是分立元件时代常用的方法。

qwqwqw2088

maychang 发表于 2015-1-21 10:16
图4中，与该电阻串联一支小电感，显然可以使大约30MHz～100MHz(甚至更高一些)曲线下降部分变得平直。
如果该电阻是某三极管的负载电阻，原曲线30MHz～100MHz的下降将限制放大器的带宽，串联一个小电感后可以展宽放大器的带宽。这是分立元件时代常用的方法。

赞同，，谢谢

ppiicc

这是否 意味着 20M示波器 和 200m 示波器 不能够通用 其PCB ？
也意味着  二手 示波器 的元器件的老化，会导致 性能下降？ 显示不准确？

更意味着 在彩电的行电路里面 元器件的实际作用 和 理想元件 有很大的不同？

只能够在 示波器下 调整？ 万用表 不再准确 ？

ppiicc

示波器问题  输入阻抗的影响，求教

问题 示波器 输入阻抗  1m 25pf ，， 这25pf 是如何影响 显示的？

比如 应用场景 测量单片机给出的 50k的 pwm

在 显示的时候， 多大的 毛刺 因为 示波器 输入阻抗的 25pf 而无法 发现 或者被消弱？

特别是 高频毛刺 在多高频率下，在多大振幅下 不能够被发现。请举例说明，应该有多个值，写几个看看

这有公式 说明？

qwqwqw2088

ppiicc 发表于 2015-1-21 14:28
这是否 意味着 20M示波器 和 200m 示波器 不能够通用 其PCB ？
也意味着  二手 示波器 的元器件的老化，会导致 性能下降？ 显示不准确？

更意味着 在彩电的行电路里面 元器件的实际作用 和 理想元件 有很大的不同？

只能够在 示波器下 调整？ 万用表 不再准确 ？

为什么这样“意味着”？与二手示波器有啥关系？哪里说万用表不准确了，其实在测试电源电压的问题上，万用表比示波器要准确的。要仔细看 清帖子说的环境，说的是高频下的理想模型，会呈现出非理想的特性。

示波器观测的是交变信号，而且频率很宽，二手的陈旧的示波器由于老化、绝缘降低等原因导致输入阻抗下降时，往往会使波形畸变。

music_586

电阻还是电阻，呵呵；

lygogyl

看看啊

zongzi8

这些曲线怎么测出来的？什么仪器