Bileşenlerin yüksek frekans ve düşük frekans özellikleri nasıl anlaşılır?
Önce kapasitörlerden bahsedelim.Hepimiz büyük kapasitörlerin iyi düşük frekans özelliklerine ve küçük kapasitörlerin iyi yüksek frekans özelliklerine sahip olduğunu söylüyoruz.Daha sonra kapasitif reaktans ve kapasitans boyutuna göre C ve frekans F ters orantılıdır, büyük bir kapasitördür sadece iyi düşük frekans özellikleri değil, aynı zamanda yüksek Frekans özellikleri daha iyidir, çünkü frekans ne kadar yüksek, kapasite o kadar büyük ve kapasitif reaktans o kadar düşüktür.Yüksek frekansın büyük kapasitörden geçmesi daha kolay mı, ancak büyük kapasitörün yavaş şarj ve deşarj hızından dolayı yüksek frekans görünmüyor Geçmesi kolay, bu çelişkili değil mi?
Her şeyden önce, yüksek frekans ve düşük frekans görecelidir. Frekans çok yüksekse, kapasitörün kapasitansını arttırmanın bir anlamı yoktur, çünkü herkesin bildiği gibi, bobin yüksek frekansları bloke eden bir endüktandır.Frekans ne kadar yüksekse, engel o kadar büyük olur. Endüktans küçük olmasına rağmen, büyük kapasiteli kapasitörler genellikle daha uzun pimlere ve daha büyük plaka çemberlerine sahiptir Bu zamanda, kapasitörün iki piminin eşdeğer endüktansı yüksek frekansları büyük ölçüde engellemiştir. Çalıştı.
Bu nedenle, yüksek frekansın, düşük yüksek frekans performansına sahip büyük kapasiteli elektrolitik kapasitörlerden geçmesi kolay değildir, oysa çip seramik kapasitörler fiyat performans avantajına sahiptir.
Aynı şekilde, endüktans ne kadar büyükse, yüksek frekansa engel o kadar büyük mü? Değil. Daha büyük bir endüktans elde etmek için mümkün olduğunca çok sayıda bobin olması gerekir ve bu iletkenler kapasitörün sayısız plakasına bağlanır.Bu plakalar arasındaki mesafenin nispeten yakın olması durumunda (bu, çoklu dönüşlerin peşinde koşmaktır. Kaçının), dağıtılmış kapasitans, yüksek frekanslı sinyaller için bir yol sağlayacaktır.
Bu nedenle, farklı frekans bantlarındaki sinyaller için uygun kapasiteye sahip kapasitörler ve indüktörler seçilmelidir.
En sık kullanılan üç pasif bileşen, direnç, kapasitör ve indüktörün yüksek frekanslı eşdeğer devrelerini inceleyelim:
1. Yüksek frekans direnci
Düşük frekanslı elektroniklerde en yaygın devre elemanı, bir miktar elektrik enerjisini ısıya dönüştürerek voltaj düşürme amacına hizmet eden dirençtir. Direncin yüksek frekans eşdeğer devresi şekilde gösterilmiştir.İki indüktör L, direncin her iki ucundaki uçların parazitik endüktansını simüle eder.Aynı zamanda, gerçek kurşun yapısına göre kapasitans etkisi dikkate alınmalıdır; kapasitör C, yük ayırma etkisini simüle etmek için kullanılır.
Direnç eşdeğer devre gösterimi
Direncin eşdeğer devre şemasına göre, tüm direncin empedansı kolayca hesaplanabilir:
Aşağıdaki şekil, direncin empedansının mutlak değeri ile frekans arasındaki ilişkiyi göstermektedir.Gördüğünüz gibi, direncin empedansı düşük frekanslarda R'dir.Bununla birlikte, frekans arttığında ve belirli bir değeri aştığında, parazitik kapasitansın etkisi ana hale gelir, bu da neden olur Direncin direnci düşer. Frekans, kurşun endüktansının etkisine bağlı olarak artmaya devam ettiğinde, toplam empedans yükselir ve kurşun endüktansı, çok yüksek bir frekansta bir açık devre veya sonsuz bir empedansı temsil eder.
Tipik bir 1K direnç empedansının mutlak değeri ile frekans arasındaki ilişki
2. Yüksek frekanslı kondansatör
Çip kapasitörler radyo frekansı devrelerinde yaygın olarak kullanılmaktadır, filtre frekans modülasyonu, eşleşen ağlar, transistör önyargısı gibi birçok devrede kullanılabilirler, bu nedenle yüksek frekans özelliklerini anlamak gerekir. Kapasitörün yüksek frekans eşdeğer devresi, şekilde gösterilmiştir; burada L, kurşunun parazitik endüktansıdır; kurşun iletken kaybını açıklamak için seri eşdeğer bir direnç R1 kullanılır ve dielektrik kaybını açıklamak için bir paralel direnç R2 kullanılır.
Kapasitans eşdeğer devre gösterimi
Tipik bir kapasitörün empedansının mutlak değeri ile frekans arasındaki ilişki de elde edilebilir. Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, dielektrik kaybı ve sonlu uç uzunluğu nedeniyle, kondansatör, dirençle aynı rezonans özelliklerini gösterir.
Tipik bir 1pF kapasitörün empedansının mutlak değeri ile frekans arasındaki ilişki
3. Yüksek frekanslı endüktans
Endüktans, dirençler ve kapasitörlere göre daha az uygulama alanına sahiptir ve esas olarak transistör önyargı ağlarında veya filtrelerde kullanılır. Endüktans genellikle yuvarlak bir iletken kolon üzerine sarılmış telden yapılır, bu nedenle, endüktansın kendi endüktif özelliklerini ve ayrıca telin direncini ve bitişik bobinler arasındaki dağıtılmış kapasitansı dikkate alması gerekir. Endüktansın eşdeğer devre modeli aşağıdaki şekilde gösterilmiştir Parazitik baypas kapasitörü C ve seri direnç R, sırasıyla dağıtılmış kapasitans ve direncin birleşik etkileridir.
Yüksek frekanslı endüktansın eşdeğer devresi
Direnç ve kapasitans gibi, indüktörlerin yüksek frekans özellikleri de aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi ideal indüktörlerin beklenen özelliklerinden farklıdır: Birincisi, frekans rezonans noktasına yakın olduğunda, yüksek frekanslı indüktörün empedansı hızla artar; ikincisi, frekans artmaya devam ettiğinde Parazitik kapasitans C'nin etkisi ana etki haline gelir ve bobin empedansı yavaş yavaş azalır.
Endüktans empedansının mutlak değeri ile frekans arasındaki ilişki
Kısacası, yüksek frekans devrelerinde, tellerin direnç, kapasitans ve endüktans gibi temel pasif bileşenlerle birlikte performansı, ideal bileşenlerin özelliklerinden açıkça farklıdır. Okuyucular, düşük frekanstaki sabit direnç değerinin, yüksek frekansta rezonans noktası olan ikinci dereceden bir sistem tepkisi gösterdiğini bulabilirler; yüksek frekansta, kapasitördeki dielektrik kayıp oluşturarak kapasitörün empedans karakteristiğinin yalnızca düşük frekansta görünmesine neden olur. Frekans ters orantılıdır; düşük frekanslarda indüktörün empedans yanıtı frekansın artmasıyla doğrusal olarak artar, rezonans noktasına ulaşmadan önce ideal özelliklerinden sapmaya başlar ve sonunda kapasitif hale gelir. Bu pasif bileşenlerin yüksek frekans özellikleri, yukarıda bahsedilen kalite faktörü ile açıklanabilir Kondansatörler ve indüktörler için, ayarlama amacıyla, genellikle mümkün olan en yüksek kalite faktörüne sahip olmak istenir.
