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电感阻抗频率曲线分析

我们已经解释了电感的高频模型是如何产生的。现在,我们来谈谈从高频模型中提取的阻抗频率曲线。该曲线对我们分析和理解问题非常有帮助。以下是理论与实践的结合。解释。电感阻抗频率曲线图中显示了电感器的高频模型。根据该模型,可以得到阻抗公式和谐振频率公式。也可以绘制阻抗频率曲线。横轴是频率,纵轴是阻抗模式。蓝色曲线是理想的电感器。理想电感器的阻抗为Z = jwL。阻抗与频率成正比,因此看起来像一条直线。黄色曲线是实际电感器的阻抗曲线,与最高点相对应的频率是谐振频率SRF。可以看出:①当频率相对较低时,实际电感的阻抗与理想电感的阻抗基本相同,可以认为是理想电感。 ②在谐振频率SRF处,阻抗达到最大值,然后随着频率的增加而连续减小。 ③在SRF的左侧,电感占主导地位,而电感主要是电感性的;而在SRF的右侧,电容器则占优势,主要是电容性的。相信有一定经验的学生可以看到上述图形。理解可能不是很深入。下面我将以Sunlord的电感器为例,并使用Matlab绘制阻抗曲线。 Matlab绘制电感曲线实验。我们已经有了电感的阻抗公式。只要电感的电感,等效串联ESR和寄生电容C,我们就可以得出。通常,制造商给出的电感器规格将给出电感值和等效串联电阻ESR,而未给出寄生电容C。那么该怎么办?我们可以根据制造商给出的自谐振频率来反算寄生电容C。根据上述方法,让我们用Sunlord的电感进行实验。实验步骤①选择电感器:选择Sunlord的SWPA6040S系列。选择该电感器没有特别的倾向,但是我只是随意打开了规格手册。选择1uH,10uH,470uH电感②列出参数:C由谐振频率得出。 1uH理想电感:L = 1uH,C = 0,R = 01uH。 Sunor电感:L = 1uH,C = 2.7pF,R = 0.01Ω10uHSunlord电感:L = 10uH,C = 10pF,R =0.062Ω470uHSunlord电感:L = 470uH,C = 13.4pF,R =2.5Ω :代码如下所示:%Sunlord SWPA6040S1R0MT1uH电感C1 = 0.0000000000027;%2.7pFL1 = 0.000001;%1uHR1 = 0.01;%0.01Ω%SWPA6040S100MT10uH电感C2 = 0.00000000001;%10pFL2 = 0.00001;%10uHR2 = 0.062;%0.062Ω%PA60电感C3 = 0.0000000000134;%13.4pFL3 = 0.00047;%470uHR3 = 2.5;%2.5Ωf= [100001000000000]; w =(f。* pi * 2); Z0 = w。* L1; Z1 =(((w。* L1)。^ 2 + R1 ^ 2)./(((1-w。^ 2 * L1 * C1)。^ 2+(w。* R1 * C1)。^ 2))。^ 0.5; Z2 =(( ((w。* L2)。^ 2 + R2 ^ 2)./((1-w。^ 2 * L2 * C2)。^ 2+(w。* R2 * C2)。^ 2))。^ 0.5; Z3 =(((w。* L3)。^ 2 + R3 ^ 2)./(((1-w。^ 2 * L3 * C3)。^ 2+(w。* R3 * C3)。^ 2)) 。^ 0.5; loglog(f,Z0,f,Z1,f,Z2,f,Z3);传说('理想1uH',' Sunlord 1uH',& ;#39; Sunlord 10uH',Sunlord 470uH'); gridon; xlabel(' frequency-Hz'),ylabel(' | Z |:impedanceΩ');电感阻抗-频率曲线' ; ④运行结果如下图所示:相信到此为止,我们应该能够更好地理解为什么电感的阻抗频率曲线是这样的。比较1UH理想电感和实际电感曲线,我们会发现,当频率小于谐振频率的十分之一时,两者基本重合,而当频率大于谐振频率时,两者之间的差异会变大,并且随着频率的增加而增大。这就是为什么我们经常说信号频率应小于谐振频率的十分之一的原因。当我们通常使用电感进行滤波时,我们只需要它的电感效应,因此它越接近理想电感越好,因此信号频率比使用时的谐振频率小得多。这与电容器不同。电容器通常用于滤波并且需要最小的阻抗,因此电容器在谐振频率下具有最佳的滤波效果。另一个问题。如果您更加小心,您会发现横坐标频率从10K开始。如果频率从0开始,曲线是否与理想电感重合?答案是否定的。从上面可以看出,当频率相对较低时,实际电感的阻抗基本上为fla。