Chapter 1+ 高频电路基础知识-130901
第高频电子线路基础本科
L
R
由于回路总的损耗增大，回路Q值将下
降，称其为等效品质因数QL。
QL
R
0 L
RS
RL
1
Q0 RS
RL
RR
L
Rs +
Vs
+–
Vs –
RC RL
C
为了区别起见，把没有考虑信号源内阻和负载电阻时回路
本身的Q值叫做无载Q值(或空载Q值)，用Q0表示；而把考虑信 号源内阻和负载电阻时的Q值叫做有载Q值，用QL表示。
1
0C
0
即信号频率 0
1或
LC
f0
2
1 LC
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LC串联谐振回路
二、谐振特性
L
R
VS
Z
Z
+ Vs
–
R
C
选频特性曲线
0 谐振频率
1. 谐振时，回路阻抗值最小，即Z=R且呈电阻性；
2.当信号源为电压源时，回路电流最大，I0
VS R
第9页/共68页
电抗
感性 L
Z
x L 1 C
O
0
R
1 C
VL
VC 0
0 I0 j0
I0
1
j0C
L
Vs jL
VsR 1
R j0C
j
0 L
R
Vs
j
1
0CR
Vs
jQVs jQVs
C
4.串联谐振时，电感和电容两端的电压方向相反，大小
（模）值大小相等，且等于外加电压的Q倍；由于Q值 较高，必须预先注意回路元件的耐压问题。
第11页/共68页
LC串联谐振回路
高频电路基本常识
(b)负载端开路
前进波+反射波……驻波的产生 如图 6 所示，将高频信号利用传送电缆线传送。如果将终端负载设为开路时，由於前进波会在负载端反射，因 此在电缆线上同时存在有前进波与反射波。此时，将前进波与反射波合成，便会在电缆线上产生电压波形，此一 电压波形与时间无关，在同一位置发生，因此称其为驻波(Standing wave)。前进波(进行波)与反射波的关系可以
用反射系数表示。其关系如下： =反射波的振幅/前进波的振幅，又 =(ZL-Z)/(ZL+Z)
图 6 驻波产生分析(前进波与反射波在传送路径上 合成後便成为驻波，此驻波与时间无关永远维持一 定的波形) =反射波的振幅/前进波的振幅，或者 =(ZL-Z)/(ZL+Z)
另外，在传送路径上所形成电压的最大值 Vmax 与最小值 Vmin 之比，虽然称为电压驻波此 VSWR， 但一般的情况仅以驻波此 SWR 替代。SWR 可以 用以下式子表示。 SWR=Vmax/Vmin 或 SWR=（1+︱ ︱）/（1-︱ ︱）
高频的电路分析的考虑方法方法下一样。
集中常数电路与分布常数电路 右图所示的为以传送路线为例子， 说明集中常数电路的分析方法与分布 常数电路的分析方法。 实际上，无论任何低频/高频电路， 也都存在有电阻 R，电容器 C，线圈 L。 可是，如图(a)所示，在传送路径很短 的情况下，或者在低频率信号的场台， 可以忽略 R，L，C 的存在，当做集中 常数处理。如此，可以使电路分析简 单化。 而在图(b)的场合，在传送路径较 长，或者在高频信号的场合，不可以 忽略 R，L，C 的存在。随着时间的经 过，信号在传送路径(路线)上，会以① →②→③的情况前进。
高频电路基础知识PPT课件
晶体管的噪声主要决定于热噪声、散粒噪声和分配 噪声，在很宽的频率范围内随频率变化是很小的。
3）场效应管的噪声
场效应管的噪声主要考虑沟道电阻产生的热噪声。
2.3.2 噪声系数
第2章 高频电路基础知识 15
1）信噪比
电路某处的信号功率与噪声功率之比称为信噪比， 用符号S/N表示。通常用信噪比来表示噪声对信号的影 响，信噪比越大，信号质量越好。
第2章 高频电路基础知识
第2章 高频电路基础知识 2
第2章 高频电路基础知识
2.1 高频电路中的元器件 2.2 天线 2.3 噪声与干扰
第2章 高频电路基础知识 3
2.1 高频电路中的元器件
2.1.1 高频电路中的元件
❖电阻
➢高频电路中的电阻不仅表现有 LR
CR
电阻特性的一面，而且还表现
பைடு நூலகம்
R
有电抗特性的一面（高频特性）。
噪声一般指内部噪声，又分自然和人 为两类。自然噪声有热噪声、散粒噪声和闪 烁噪声等，人为噪声有交流噪声、感应噪声 等。
干扰一般指外部干扰，也分自然和人 为两类。自然干扰有天电干扰、宇宙干扰和 大地干扰等。人为干扰有工业干扰和无线电 台干扰。
第2章 高频电路基础知识 13
2.3.1 电路内部噪声的来源和特性 电路内部噪声的主要来源是电阻的热噪声和放大
➢高频功率管：用于高频信号功率放大，要求有较 大的允许管耗和较大的输出功率。
❖集成电路
➢通用型，如：集成模拟乘法器MC1496、 MC1495等可用于调幅、检波、调频、鉴频等。
➢专用型，如：正交鉴频器5G32，窄带发射集成 电路MC2833，窄带接收集成电路MC3361等。
第2章 高频电路基础知识 8
高频电路1
（3）回路空载时阻抗的幅频特性和相频特性：
| Z | 1 |Y | 1 G B
2 2
1 1 2 g e0 C L
2
C arctan
1
L
g e0
第1章 基 础 知 识
（4）谐振及谐振条件
谐振：当 0 时，出现 B ( 0 ) 0 或 谐振。 由此可以得到并联谐振的条件：
2 2
第1章 基 础 知 识 （7）通频带、选择性、矩形系数
LC回路的Ｑ0越大，谐振曲线越尖锐，选择性越
好。 为了衡量回路对于不同频率信号的通过能力，定 义归一化谐振曲线上 Ｎ（ｆ）≥1/
2
所包含的频率范围为回路的通频带（又称为带 宽）， 用ＢＷ0.7（或ＢＷ）表示。
第1章 基 础 知 识
图1.1.3 归一化谐振曲线
第1章 基 础 知 识 图上ＢＷ0.7＝ｆ2－ｆ1
令 N( f ) 1
2 2f 1 Q0 f0 2
1 2
Q0
2f f0
1
即
Q0
2( f 2 f 0 ) f0 Q0
1, Q 0
2( f1 f 0 ) f0 2
1
两式相减,得 所以
2( f 2 f1 ) f0
C0 L
L Q 0 Q f f0 0 0 g e 0 0 L f 0 f0
0L
所以归一化谐振曲线可进一步描述为
N( f ) 1 f0 2 f 1 Q0 f0 f
2
第1章 基 础 知 识 定义相对失谐
一个理想的谐振回路，其幅频特性曲线应该是通
(完整版)高频电路基础知识点总结
第二章一.串联谐振回路1. 串联谐振电路的阻抗为1()Z r j L Cωω=+-，0ωω<时1L Cωω<回路呈现容性而0ωω>时1L Cωω>回路呈现感性，0ωω=时0X =、||Z r =且0φ=，电压电流同相位即回路呈现纯阻性，此时的回路发生了“谐振”； 2.谐振频率为0ω=；3. 品质因数定义为谐振时回路储能和耗能之比即001L Q rCrωω==； 4. 幅频特性||II 22001||1I I Q ωωωω=⇒⎛⎫+- ⎪⎝⎭在“小量失谐的情况下”可表示为0||1I I ≈=⎛+ ；5. 相频特性ωϕQ 值越大曲线越陡峭，线性范围越小0000001||arctan 1j I Ie Q I I jQ ϕωωϕωωωωωω⎛⎫=⋅=⇒=-- ⎪⎛⎫⎝⎭+- ⎪⎝⎭6. 将两个半功率点之间的带宽定义为串联回路的通频带00.7B Qω=。
二.并联谐振回路1. 并联谐振回路的阻抗为1()11()L r j L j C C Z r j L r j L j C Cωωωωωω+⋅=≈+++-，0ωω<时1L C ωω<回路呈现感性而0ωω>时1L C ωω>回路呈现容性，0ωω=时10C L ωω-=、||LZ rC=且0φ=，电压电流同相位即回路呈现纯阻性，回路发生“谐振”； 2.谐振频率为0ω=；3. 品质因数0000011L C Q rCr G LGωωωω====； 4. 幅频特性和相频特性与串联回路相同； 5. 通频带00.7B Qω=。
三.抽头并联回路1. 抽头电路具有阻抗变换和电源变换的作用即21.2.13.TT TR p RV pV I I p ⎧⎪=⎪⎪=⎨⎪⎪=⋅⎪⎩四. 耦合振荡回路1.临界耦合时双调谐回路的带宽为0.70B =； 2. 单调谐回路的矩形系数为9.95而双调谐回路的矩形系数为3.15。
五.石英晶体滤波器 1. 石英晶片的电路模型：C q C q L qr2.石英晶体的串联谐振频率为q ω=，并联谐振频率为q ωω；3. q ωω<或p ωω>时晶体为容性而q p ωωω<<时晶体为感性。
高频电路基础知识
α(f) Q1> Q2
o
幅频特性 ：
U 1 2 Uo 1
1 2 Δ 1 Q o
2 2
f0
Q2 Q1 f
φ
φ
2
2
2
Q1>Q2
相频特性 ：
1 C B L arctg arctg G G
o
o
2
2）通频带： 定义：回路外加电压的幅值不变，而频率改变，回路电流I下降到Io 的 1
Q并 L
１ （G GS Ｇ L）0 L
其中G为回路本身的损耗，GS为信号源内阻，GL为负载
3）对回路的Q值和通频带的影响：
Q ①有载Q值小于空载Q值。即： L Q 0
②通频带变宽
例2
已知并联谐振回路如图。 C 求：①该回路谐振频率和谐振电阻RP； L Is 1/G Is ②若此时并入一电阻RL=10kΩ，该回路通频带为多少？ ③谐振时端电压及各支路电流为多少？。
参考书目：高频电子线路
以及其它同类书中的相关内容
§ 1. 1 高频电路中的元器件和组件
高频电路中的元器件
各种高频电路基本上是由有源器件、 无源元
件 和 无源网络 组成的。 高频电路中使用的元器
件与在低频电路中使用的元器件基本相同, 但要注 意它们在高频使用时的高频特性。
1.高频电路中的元件
高频电路中的常用元件主要是电阻(器)、 电容(器) 和电感(器), 它们都属于无源的线性元件。
2 2 2
1 2 | z | r X r (L ) C 1 L X C arctg arctg r r 3.谐振频率：串联回路电流达最大时的频率为之。1
《高频高频电路基础》PPT课件
第2章 高频电路基础
2.1.2 高频电路中的组件
• 振荡（谐振）回路 • 高频变压器 • 谐振器 • 滤波器 • 平衡调制（混频）器 • 正交调制（混频）器 • 移相器 • 匹配器 • 衰减器 • 分配器与合路器等
13 第二讲 高频电路中的元件、器件和组件
dH( f ) 0 df
1.0 0.8
0.6
通频带外的幅频特性应满足
0.4
2Δf0.7
H(f)0
0.2
理想的幅频特性应是矩形， 0
既是一个关于频率的矩形窗函数。
f1 fo f2 2Δf0.1
理想 实际 f
定义矩形系数K0.1表示选择性：
K0.12 2 ff0 0..7 1
P% P/2
2Δf0.7称为通频带 ：B f 2 f 1 2 ( f 2 f 0 ) 2 f 0 . 7
单振荡回路
振荡回路（由L、C组成）
并联振荡回路
耦合振荡回路
各种滤波器
LC集中滤波器 石英晶体滤波器 陶瓷滤波器 声表面波滤波器
17 第二讲 高频电路中的元件、器件和组件
第2章 高频电路基础
要求
选频电路的通频带宽度 传输信号有效频谱宽度
相一致
理想的选频电路通频带内的幅频特性
α(f)=H(f ) / H(fo)
C
Solution:
(a)
1. At f = 5.5MHz, = 2*5.5MHz = 34.56M rad/s,
XL = L = 345.6Ω, XC = 1/C = 289.4Ω,
|ZS|
Hence, Z = 10 + j345.6 - j289.4 = 10 + j56.2 =
《高频电路基础》PPT课件
2Q
0
f
f0
:
Z
呈感性；
p
f f0 : Z p呈容性,Q越大,
相频特性斜率越大。
Z
0 感性 Q2
Q1 Q1>Q2
0 容性
谐振时电压电流关系：I为回路电流.
.
IC
IL IC QI
I.
U I
0
.
U
IC I I IL 90
2022/3/3
.
IL
12
例 2-1 设一放大器以简单并联振荡回路为负载,信号中心频率 fs=10MHz,回路电容C=50pF.
电压控制振荡器<VCO>、调频器等电路中. PIN二极管：由P型、N型和本征<I型 >半导体组成.它的高频等效
电阻受正向直流电流的控制,主要用在电控的开关、限幅、衰 减和移相电路中.
2022/3/3
5
2〕晶体管和场效应管<FET> 二者的主要用途：高频小信号放大器、高频功率放大器. 高频小信号放大管：要求高增益和低噪声. 高频功率放大管：除了高频增益要求外,还要求有较大的高
UT
回路谐振电R阻 0 ： R1/ p22
L
U
谐振时等效输入 R电 p12R阻 0 ： p12R1/ p22
(c)
C2
U1
C1 R1
并联抽头回路的阻抗转换规则小结：
〔a〕部分－>整体<R1->R2>：阻抗变大,
R2
R1 p2
<b> 整体－>部分<R2->R1>：阻抗变小,
R1 p2R2
2022/3/3
C
R0
L R1
高频电路知识点总结
高频电路知识点总结一、高频电路的基本概念高频电路是指工作频率在几百千赫兹至数吉赫兹范围内的电路，它们通常用于射频（射频）系统、通信系统、雷达系统等。
由于高频电路的工作频率很高，因此其特性和设计方法与低频电路有很大不同。
1、高频电路的特点（1）电压和电流的传输速度加快；（2）传输线的长度和电路尺寸相对较小；（3）传输线的电磁波特性需要考虑；（4）电缆损耗增大。
2、高频电路的设计要求（1）降低传输线的损耗；（2）减小串扰和反射；（3）提高电路的灵敏度和抗干扰能力；（4）提高电路的稳定性和可靠性。
二、高频电路的传输线在高频电路中，传输线的特性对系统的性能有着很大的影响，因此设计者需要充分了解和掌握传输线的特性。
1、传输线的特性（1）阻抗：传输线的特性阻抗随着工作频率的增加而改变，这意味着在高频电路中必须考虑传输线的阻抗匹配问题。
（2）传输速度：高频信号在传输线中的传输速度快于低频信号。
（3）色散：高频信号在传输线中会产生色散现象，导致不同频率的信号传播速度不同，需要进行补偿。
（4）损耗：传输线在高频下的损耗较大，特别是在微带线和同轴电缆中。
2、常见的传输线类型（1）同轴电缆：同轴电缆主要用于高频射频信号的传输，具有较好的屏蔽性能和抗干扰能力。
（2）微带线：微带线是常用的高频信号传输线路，其制作工艺简单、成本低廉、尺寸小，适合集成在集成电路板中。
（3）双平行线：双平行线具有低损耗和较高的阻抗稳定性，广泛应用于高频功率放大器和滤波器中。
三、高频电路的元件在高频电路中，元件的性能会影响整个电路的性能，因此需要选择合适的元件进行设计和应用。
1、适用于高频电路的元件（1）电阻器：在高频电路中，电阻器的频率响应特性、串扰和噪声等特性需要特别考虑，因此需要选择适合高频的电阻器进行应用。
（2）电容器：高频电路中常用的电容器包括表面贴装电容器、金属层电容器等，它们具有较小的等效串联电感和等效串联电阻，适合高频电路的应用。
高频电路基础
(3) 若放大器所需的带宽B=0.5 MHz, 则应 在回路上并联多大电阻才能满足放大器所需带宽 要求?
解
(1) 计算L值。
L
1
02C
1
(2 )2
f02C
将f0以兆赫兹(MHz)为单位, Ｃ以皮法(pF)为单位, L以微 亨（μH）为单位， 上式可变为一实用计算公式:
uuSSZ SO
rr
ZS Z 0
S
Zs r
呈感性
X
ω0
ω
s ZS
容性
感性
ω0
o
rω
VL
VL
VL
VR VS
I
VR
I
VS
VS
VR
I
VC
0
2)谐振频率：
VC
0
1
I
0
L
VS
0C
=0
VS
0 Z
1
r
LC
j(fL0 211CLC)
VC
0
C
L
RS
+ +
VC -
+ VL -
VS
uS
iS
+
VR r
ii
iS RS
+ iC
iR
iL
u
C
Rp
L
-
电感支路电流：
令：U 1 1
U0
2 12
所对应的频率范围。
由定义可得： Q 2 1
o
B 2 o 或 fo
Q
Q
iL
u
jo L
j
Rp
高频电路基础
高頻電路基礎緒論電腦CPU的复雜度依摩爾定律每18個月增加一倍,其工作速度亦飛速提高,目前CPU的主頻已達到500MHz以上﹐其I/O總線的頻率亦由傳統的33MHz一躍而提高至100MHz﹒同時﹐新的傳輸標准界面如USB 2.0﹑Fire wire(1394)﹑Fiber channel以及新的高速多媒体周邊設備的出現﹐將原本扮演“連接傳導”角色的導線﹑接插件﹑Cable等都變成了高頻傳輸線路﹒各种周邊連接器件所形的高頻傳輸線路﹐將流經的信號能量以電磁波的方式發射﹐形成電路間的“電磁串音”或對外界設備的電磁干扰(EMI)﹒因此﹐在連接器的結构設計中﹐不僅限于原導通﹐絕緣的要求﹐更增加了許多高頻特性的考量﹒第一章基本電路參數1.電阻(R)﹐單位(Ω)﹔｜Z︱ <ZR 0f 0 fV ( t ) = i ( t ) ·R(1).R 与f 無關﹒(2).V ﹑i 相位相同﹒ (3).R = ρ·L/A = L/δA L 是長度δ是導電系數A 是截面積﹒2.電容(C)﹐單位( F )﹔圖﹔表示相位關系︱z︳v 直流情況下<z－900f 0 i f(1).定義﹔ c = Q / v﹒(2).i = c ·dv/dt = dQ/dt﹒(3).阻抗﹔z = - 1/jwc成反比﹒2πf(4).相位﹔-900﹐電流超前電壓﹒(5).何兩導体之間都在電容﹒(6).在直流狀能﹔電感呈現短路﹐電容呈現開路﹒3.電感(L)﹐單位(H)﹔(1).dt diL V ⋅=(2).Z = j ωL ﹐与f 成正比﹒ (3).相位角﹔900﹐電壓超前電流﹒4.分貝﹔dB 值﹒(1).dB 不是電路元件參數﹒(2).dB 的概念与定義是由能量(Emgrgy)或(Power) 角度出發﹐其定義為1 dB =10log 2110p p ﹒(3).使用對數表示法﹐可以表示更大的范圍﹒(4).儀器制造商提供以dB 為單位的測試設備﹐并以dB 使表示其儀器 性能﹒第二章電路模型 一﹒頻寬﹔頻寬所代表的是一個信號內所含的最高頻率分量﹐也就是能确保訊號不變的最高頻率﹒其于信號最快上升沿的關系為﹔頻寬(GHZ) = ()ns 信號上升時間35.0﹒例如﹔(上升時間)Risetime = 1ns →頻寬(Bandwidth) = 0.35GHz頻寬 = 1GHz →上升時間 = 0.35ns = 350ps所以﹔(1).對于信號處理系統而言﹐決定其頻寬的是信號的上升時間而非信號的頻率(2).信號處理系統的頻寬必須大于信號的頻寬﹐才能保証不失真的傳輸与處理信號﹒ (3).頻寬越大﹐代表更高頻的訊號成份可以存在﹐一個脈波訊號更接近方波 上升時間減少﹒2.電路模型﹔依据電路所處理信號的頻率及其頻寬﹐可以分對對電路以不同的數學模型來研究﹒(1).直流模型﹔電阻器件以理想電阻取代﹐電容開路﹐電感短路﹐只需一個電阻或零延遲時間的導線足以代表電磁波的性能﹒(2).集總模型﹔器件可以用一個或多個理想元件取代﹐而且傳輸線的整個傳播延遲時間較信號上升的時間來得短﹐只須一個RCL或RC网路﹐就可以代表整個電磁波的性能﹐而且整個電路通路上的每一點都有相同的電位(壓)﹐其電容﹑電感值不是頻率的函數﹒(3).离散模型﹔單個器件与導線均成為時延不可忽略的傳輸線﹐以多個級聯网絡來表示﹐每個网絡的時延＜＜信號上升時間﹒整個電路通路上的每一點電位(電壓)都不會相等﹐即電路進入离散模型﹐除了有傳輸線效應外﹐因阻抗不匹配所造成的信號反射現象﹐以及由互感和互容所產生的串音也會漸趨嚴重﹒(4).全波模型﹔傳輸器件的工作方式轉化為天線﹐信號以電磁波的方式向外輻射傳播﹐信號不再局限于傳輸回路內﹐研究方法為電磁場及微波傳輸理論﹒3.高頻与低頻﹔當信號上升時間大于信流號經通路所需時間的6倍時﹐仍可使用集總模型﹐電路工作于低頻﹒當信號上升時間隨頻率增加而變短時﹐信號流經的通路就逐漸進入离散模型﹐電路亦工作于高頻﹒直流模型集總模型离散模型全波模型f一﹒主動元件／被動元件﹔高速數位電路設計和低頻邏輯電路設計最大差异就是高速數位設計非常強調被動元件(Passive element)的行為﹒主要包括了電路板﹑接線﹑IC封裝﹑電路板上的穿孔等﹒二﹒時域或頻域﹔基本上同一信號在時域或在頻域﹐其內容訊息應該是一樣的我們可以藉由傳利葉轉換﹐讓信號在時域和頻域間轉換﹐而不會造成任何訊息損失﹒(1).在時域﹐我們右以觀察信號的上升時間﹐以及電路的傳播延遲等電性參數﹒因此時域适合于簡單的電性等效模型分析﹒而示波器和TDR 分析儀是時域的代表性儀器在實際的應用上TDR 之類的儀器非常适合用來評估不同結构体之間接線的電性分析﹒特別是上升時間相依的量測﹒當結构体的電子長度相當長時(例如傳輸線)從時域所測得的資料就能夠建立電路的電性等效模型以及相關參數即時域是用來觀察信號隨著時間軸變化的情形﹒(2).頻域主要是用來顯示信號在不同頻率點上的能量分布狀況﹐因此頻域最直接的參數量測就是分析一個网路的頻寬﹐即所謂『頻率相依』的量測﹒另外較复雜的電性等效模型的分析工作﹐從頻域著手也較為适當﹐网路分析儀(Network analyzes)和阻抗分析儀是 頻域的代表性儀器﹒三﹒集總模型和雜散模型﹔p r v t L ⨯=61其中﹔vp ﹔為傳播速度L ﹔為接線或通路的電子長度Tr ﹔為流經接線或通路之信號的上升時間﹒當信號上升時間大于信號所流經產接線或通路長度的時延六倍時﹐就表示該接線或通路是處于『集總模型』﹐一旦信號的上升時間隨著頻率增加而變短時﹐信號所流經的接線或通路就會漸漸進入『雜散模型』﹒所以『通路的長度』﹑『信號上升時間』﹑『傳播速度』都可以決定電路 是否已進入『雜散模型』的環境由上述公式﹐可得通路長度最好愈長愈好﹐即代表愈不容易進入『雜散模型』﹒ r c v p ε=﹐c 為光速 = 3 ×108 M/sec εr 為傳播材料的介電常數﹒四﹒等效電路﹔任何一個复雜的內部電路在其端口﹐施加任一電壓ㄩ﹐都會產生一個對應電流I ﹐而有阻抗Z 產生﹐Z = ㄩ/I ﹐即有Z ﹑ㄩ﹑I 等參數組成的電路﹐稱之為等效電路﹒ 五﹒電容﹔當兩個導体間充以不同的電位﹐導致兩個導体之間存在一個電位差﹐并且形成一 個電場﹐然后經由一個驅動電路來將能量存到這個電場時﹐ 該電路會產生一個抵抗電壓﹐我們稱之電容﹒如果我們輸入一個步階信號到電容﹐您會發現電容的步階響應﹐是一個時間的函數(您應該可聯想到電容也是個頻率的函數)﹒依圖1-4所示﹐我們采用一個戴維宁電源(由一個電壓源串聯一個出電阻所線成)來連接到電容﹐其中電源的輸出電阻R s 的阻值約為22歐姆﹒電源輸出一個步階電壓X(t)到電容C ﹐一開始的時候﹐流入到電容的電流相當大﹐約為Vmax/R s ﹐同時﹐Y( t )/I( t )的比值相當低﹐這表示這時電容的內阻非常小﹐近似於短路狀態﹐隨著能量陸續流進電容去建立一個電場﹐時間一久﹐Y( t )/I( t )的比值會越來越大﹐這表示電容的內阻直越趨上昂﹐因此流入電容的電流也就越來越小﹐直到電容里的電場完全建立為止﹒如果電容里兩平行電极板中間的介電材料擁有不佳的絕緣品質(insulating quality)的話就有產生少許的漏電流﹐一旦電容的電場建立完成后﹐電容的內阻會趨近於無限大﹐此際電容所呈現的是『開路』狀態﹒六﹒互容﹔如果兩個相鄰的通路或導線上都存在有電壓的話﹐則這兩個電壓所形成的電場會彼此影響對方﹐這种相互影響的系數(coefficient ofinteraction)我們稱作『互 容』﹐互容的單位為『法拉』(Farads)﹐或者是安培一秒／伏特(amp-second / volt)﹒二個通路間的『互容耦合』可以簡單的以一個連接在通路1和2之間的雜散電容C 12來表示﹐如果以圖1-5為例﹐雜散電容C 12會注入一個耦合電流I M (mutual current ﹐又稱為互容電流)到通路2﹒IM 的大小和通路1上電壓V 1的電壓變化率 成正比﹐在公式里﹐互容C12的容值是和通路1﹑2之間的距离成 反比﹒在圖1-5里我們同時也畫了『互容』的等效電路﹐籍此我們可 以計算出『透過C 12﹐由通路1耦合到通路2的雜訊電壓V N 』﹐如圖a 所示﹒由圖a 里我們可以看到當V 1的頻率低於1/2πR(C 12 + C 2G )時﹐雜訊電壓112V RC j V N ω=﹐其中V N 是頻率的函數當頻率超過1/2πR(C 12 + C 2G )以后﹐V N = C 12V 1 / (C 12 + C 2G )﹐這時候V N 會維持在某個位准﹐不再隨著頻率增加而持續變大﹒dt dV C I M 112=﹐其中﹔C 12為通路1﹑2所形成的互容DV 1/ dt 為通路1的電壓變化率﹒七﹒互感﹔電感的產生是由於有電流的緣故(電容的產生是由於有電壓的緣故)﹐根据右手定 則﹐一根導線上假若有電流流過﹐會在導線周圍形成一個 磁場﹐經由一個驅動電路將能量儲存到這個磁場﹐這個時候磁場會產 生一個反電動勢﹐這我們稱為電感﹒同樣地電感的步階響應也是時間(頻率)的函數﹒依照圖1-7所示﹐我 們同樣連接 一個戴維宁電源到電感上﹐電源輸出一個步階電壓X( t ) 到電流感L ﹐一開始的時候(即步階信號剛由"0"傳為"１")﹐流入到電感的電流近似於零﹐因為這時候Y( t )/I( t )的比值相當高﹐這表示 電感呈現『開路』狀態﹒隨著時間增長﹐Y( t )/I( t )的比值逐漸下 降﹐電感兩端的電壓會次遞降至零伏特﹐最后電感變成短路狀態﹐同 時電感周邊的磁場也建立成形﹒圖a ﹔互容所造成的雜訊電壓是頻率的函數﹒圖b ﹔兩相鄰通路与導線間若存在有電位差就會產生互容﹒既然電感的產生是由電流所造成的﹐所以當相鄰的兩個回路上有流經電流的話﹐這兩個電流所產生的磁場相互感應的結果﹐會出現『互感』﹒『互感』會隨著兩個回路之間距离的拉大而變小﹒『互感』的單位為伏特一秒／安培(volt - second/amp)﹐或者是亨利(Henry)﹒兩個回路間的互感就好像在兩個回路間連接上一個變壓器(transformer)﹐就像圖1-8所示﹒在圖1-8里﹐回路1上的電流I1經由互感L M﹐感應一個雜訊電壓V N到回路2﹐其中所感應的雜訊電壓會和回路1上電流I1的電流變化率成正比﹐如公式1-9所示﹒dt dI L V M N 1 -------------------------------------公式1-9﹒其中﹐L M 為回路1﹑2所形成的互感﹒dI 1 / dt 為回路1的電流變化率﹒圖1-8﹔互感就像是在兩平行線中間加裝一個變壓器﹒。