4种类型的电抗简介

有4个电路概念将高速数字电路与低速数字电路的研究区分开来：电容、电感、互容和互感。这4个概念为描述和理解数字电路元件在高速电路中的特性提供了内涵丰富的表述。研究电容和电感的方法有许多种。微波工程师使用麦克斯韦方程组，控制系统的设计者使用拉普接斯变换，提倡使用SPICE仿真的设计者使用线性微分方程，数字电路工程师则使用阶跃响应。阶跃响应的测量方法向我们展示的正是我们想要知道的：一个脉冲激励一个电路元件时究竟会发生什么情况。只要我们愿意，就可以由这个阶跃响应推导出电路元件阻抗与频率的关系曲线。从这个意义上来说，阶跃响应测量与阻抗的频域测量是同样有效的。关于电容和电感的研究，我们将重点关注电路元件的阶跃响应。图1.4举例说明了一个双端设备阶跃响应的一种经典测量方法。图中使用输出阻抗为R5Ω的阶跃激励源。阶跃激励与被测设备并联，这里我们测量其电压响应。在实际测量中，阶跃信号被反复不断地重复输入，而响应结果则同步显示在一个示波器上。实际上，通过观察阶跃响应并运用以下三个经验法则，任何人都能够产即描述出被测设备的特征：1、电阻器显示出的是一个平坦的阶跃响应。在时间零点，输出电压上升到一个固定值并保持不变。2、电容器显示出的是一个上升的阶跃响应。在时间零点，阶跃响应从零开始，但随后上升为一个满幅值的输出。3、电感器显示出的是一个下降的阶跃响应。在时间零点，输出立即升至满幅值，随后逐渐衰减到零。首先，阶跃响应作为时间的一个函数，我们根据其是否保持为常数，上升还是下降，就可以描述出任何一个电路元件的特性，并且分别将这些元件标记为阻性的、突发的或感性的。电抗的效应可以进一步细分为普通的和相互的两种类型。普通类型的电容和电感描述的是独立电路元件的特性。互容和互感的概念描述的是一个电路元件对另一个元件的影响。在数字电子学里，互容或互感通常会引起不必要的串扰，我们应该力求使其最小化。普通的电容或电感可能是有用的，用于描述互容和互感的元件的特性。我们将定义一个特定的阶跃响应，用于描述互容和互感电路元件特性。