電抗之普通電感

無(wú)論何處，只要存在電流，就會(huì )產(chǎn)生電感。由驅動(dòng)電路提供的電流會(huì )產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)，能量被儲在磁場(chǎng)中。因為任何驅動(dòng)電路都是一個(gè)功率有限的激勵源，電流總會(huì )在有限的時(shí)間內建立一個(gè)穩定狀態(tài)值。很快地建立或很快地衰減的電流阻力，稱(chēng)為電感。

圖1.10顯示了由30歐的激勵源驅動(dòng)一個(gè)電感而產(chǎn)生的電流和電壓的理想波形。電感的階躍響應的衰減變化是一個(gè)時(shí)間的函數，在電壓階躍的最初時(shí)刻，幾乎沒(méi)有電流流過(guò)，使得Y（T）II（T）比值非常高。在短時(shí)間內。電感起來(lái)如同開(kāi)路。

隨著(zhù)時(shí)間的推移，Y（T）II（T）比值逐漸減小。最后，電壓下降到接近于零，電感這時(shí)看起來(lái)如同短路一樣，稍后，當環(huán)繞電感的磁場(chǎng)完全建立后，電流只受電感的直流電阻限制。比值Y（T）II（T）變得非常低。

圖1.11顯示了一個(gè)優(yōu)化了的測量裝置，用于揭示納亨（NH）級電感的特性。這個(gè)裝置適合用來(lái)測量接地走線(xiàn)或較短導線(xiàn)的電感。

例：一個(gè)小的接地電感的測量

本例中的被測設備（DUT）是一條的電路走線(xiàn)（見(jiàn)圖1.11），長(cháng)度為1IN，采用環(huán)氧樹(shù)脂FR-4印刷電路板，1.5OZ的覆銅。該走線(xiàn)布在一個(gè)完整地平面的上方，標稱(chēng)間隔為0.008IN線(xiàn)寬是0.010IN。走線(xiàn)的遠端通過(guò)一個(gè)0.035IN直徑的過(guò)孔短接到地。當開(kāi)路時(shí)，這個(gè)結構對地的寄生電容為2PF，當遠端短接到地時(shí)，則減半，計算得到的電感大約是9NH。

我們打算使用一個(gè)800PS的上升時(shí)間來(lái)揭示這個(gè)電路的特性。首先確定一下我們所希望看到的：在該頻率上寄生電容的阻抗遠遠大于電感的阻抗。

在我們的測量中出現的容抗值比預期的感抗值大8倍。電容的這一影響將會(huì )把L/R觀(guān)測值提高12%。

測量裝置由兩個(gè)RG-174同軸電纜組成，分別用于輸入和輸出。輸入電纜通過(guò)總和為49歐的電阻接地，其中包括驅動(dòng)DUT抽頭的10歐電阻。在這個(gè)測試夾具中，信號源沒(méi)有像電容測試夾具中那樣與DUT很好地隔離。在不同的DUT負載條件下，從信號源看到的端接阻抗在39歐到49歐之間變化。因為我們預料到DUT的不匹配會(huì )產(chǎn)生反射，所以不要忘記脈沖發(fā)生器的反向端接。

調整信號發(fā)生器，使之沒(méi)有直流偏置。任何時(shí)候電感都會(huì )短路所有的直流偏置。

把信號源關(guān)掉，但50歐的反向端接仍然保持連接，在DUT端測量得到源端阻抗是7.6歐。這是信號源的50歐+39歐阻抗，抽頭的10歐電阻以及探頭號的50歐阻抗總的并聯(lián)結果。

我們已經(jīng)為DUT安排了一個(gè)低的源端阻抗，以放大L/R的衰減時(shí)間。如果用一個(gè)500歐戴維南等效源端電阻的測試夾具，預期的L/R時(shí)間將只有0.018NS。采用7.6歐的源端阻抗，預期L/R衰減常數為1.2NS。

在這個(gè)實(shí)驗中，輸出電纜直接把DUT連接到一個(gè)示波器的輸入端，示波器的輸入法端內部采用50歐端接。輸入和輸出電纜都是3FT長(cháng)。

當驅動(dòng)為2.4V階躍輸入時(shí)，圖1.12顯示了這個(gè)7.6歐裝置的開(kāi)路響應。示波器自動(dòng)計算出的10~90%上升時(shí)間為788PS。階躍幅度是417MV。探頭的設置是1：1，因此DUT上的電壓實(shí)際是417MV。