Высокоскоростные печатные платы. Теоретические основы. Справочник начинающего SI Engineer & High Speed PCB Designer. А. В. Трундов
Чтение книги онлайн.

Читать онлайн книгу Высокоскоростные печатные платы. Теоретические основы. Справочник начинающего SI Engineer & High Speed PCB Designer - А. В. Трундов страница 7

СКАЧАТЬ вы можете видеть, что для формирования контура или витка требуется выполнение только одного условия – наличие изгиба проводника.

      Любой изгиб приводит к появлению индуктивности. Чем больше площадь петли или контура, тем больше его индуктивность. Это поможет понять причину и природу индуктивной неоднородности.

      Импеданс индуктивности увеличивается с ростом частоты.

      Колебательный контур и резонанс

      Колебательный контур в области низких частот образуется последовательным или параллельным соединением по отношению к нагрузке сосредоточенных реактивных элементов, катушки индуктивности и конденсатора.

      Рис.3 Последовательный и параллельный колебательный контур

      Сосредоточенными эти реактивности называют потому, что их размеры много меньше длины волны на частоте резонанса. С ростом частоты размеры распределенных в линии катушек индуктивности и конденсаторов становятся соизмеримы с длиной волны и контуры приобретают способность излучать энергию. В связи с чем, их потери увеличиваются.

      В области СВЧ в диапазонах 300 МГц – 3 ГГц и 3 ГГц – 30 ГГц (частоты более высоких порядков мы не рассматриваем из-за невозможности передачи сигналов в проводниках печатной платы по причине чрезмерно высоких потерь), линию передачи уже нельзя рассматривать, как резонансный колебательный контур с сосредоточенными элементами. Ее следует считать линией с распределенными параметрами.

      В отличие от колебательного контура, построенного на сосредоточенных элементах, линия передачи будет иметь множество резонансных частот, определяемых рядом целочисленных отношений длины линии к четверти длины волны, распространяемой в физической среде рассматриваемой линии.

      Эффективность колебательного контура определяется его нагруженной добротностью Q.

      В общем случае, добротность показывает отношение энергии, запасенной в контуре, к энергии потерь.

      Для последовательного колебательного контура, добротность определяется по формуле:

      ,где Zx – импеданс реактивного сопротивления на частоте резонанса (на частоте резонанса реактивные сопротивления ёмкости и индуктивности равны по абсолютной величине),

      R – активное сопротивление в последовательной цепи колебательного контура.

      Для параллельного колебательного контура добротность рассчитывается по формуле:

      Значение добротности может достигать сотен единиц.

      Таким образом, колебательный контур запасает энергию на своей резонансной частоте в виде реактивной энергии в ёмкости и индуктивности контура, и отдаёт её в активное сопротивление (активная часть энергии) нагрузки.

      При этом элементы колебательного контура имеют также активные потери (в диэлектрике конденсатора, активное сопротивление катушки индуктивности, скин-эффект), а также потери взаимодействия электрического и магнитного СКАЧАТЬ