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电阻、电容、电感及其阻抗、容抗、感抗概念回顾
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由于目前板卡中的固态电容被广泛的使用与普及，造成一些非专业网站和非专业人员常把电容和阻抗混淆在一起。我们可以经常看到一些非专业网站的文章里谈到固态电容的阻抗或阻抗特性如何如何等，错误的认为“固态电容具有低阻抗特性”。
为使大家清楚的认识阻抗与电阻、电容、电感、感抗、容抗之间的关系，我来讲解一下这方面的专业知识。
电阻 有阻碍电流通过的作用，这种阻碍作用叫作电阻，以字母R或r表示，单位为欧姆Ω。
电容 表示被介质分隔的二个任何形状的导体，在单位电压作用下，容储电场能量（电荷）能力的一个参数，以字母C表示，单位为法拉F。电容在数值上等于导体所具有的电量与两导体电位差（电压）之比值，既：
C=Q/U
式中：C--电容，Q--电荷，U--电压
电荷以字母Q表示，单位为库仑。一个电子的电荷是1.6×10ˉ19库仑。
电感 自感与互感的统称。
自感---当闭合回路中的电流发生变化时，回路本身的磁通也发生变化，因此在回路中会产生感应电动势，这种现象称为自感现象，这种感应电动势叫做自感电动势。以字母L表示，单位为亨H。
互感---当两只线圈互相靠近，其中一只线圈中电流发生变化时，则其与第二只线圈环链的磁通也发生变化，在第二只线圈中产生感应电动势。这种现象叫做互感现象，简称互感。以字母M表示，单位为亨H。
感抗 交流电流过具有电感的电路时，电感有阻碍交流电流过的作用，这种作用叫做感抗，以符号XL表示，单位为欧姆Ω。感抗在数值上等于电感L乘以频率ƒ的2π倍，即：
XL=2πfL
容抗 交流电流过具有电容的电路时，电容有阻碍交流电流过的作用，这种作用叫做容抗，以符号XC表示，单位为欧姆。容抗在数值上等于2π与电容C，频率ƒ乘积的倒数，即：
XC=1/（2πfC）
阻抗 交流电流过具有电阻、电感、电容的电路时，它们有阻碍交流电流过的作用，这种作用叫作阻抗，以字母Z表示，单位为欧姆Ω 。阻抗在数值上等于电阻的平方与感抗减容抗之差的平方之和的平方根。既：
Z=√R² +{2πfL - 1/(2πfC)}²
为使大家能够看清楚，特将上述公式截图。
感抗、容抗、阻抗的公式。如图：

什么叫作固态电容
固态电容的全称为：固态铝质电解电容。它与普通电容（液态铝质电解电容）的最大区别在于使用了不同介质的介电材料，液态铝电容介电材料为电解液，而固态电容的介电材料则为导电性高分子。固态电容的优点是温度适应范围宽（固态电容的极限温度一般为105度，而液态电解电容的极限温度为85度），介质损耗小。
通过前面讲到的阻抗定义和公式，我们可以清楚的看到：阻抗与容抗有关，而容抗与频率和容量有关，与电容的介电材料没有任何关系（理论计算的等效电路≠实际数值的运用）。
下面讲一下电容知识及电容常用的技术参数。
电容常用的介质材料（用字母表示）：
A 钽电解 B 聚丙乙烯等非极性薄膜 C 高频陶瓷 D 铝电解 E 其他材料电解 G 合金电解 H 纸膜复合 I 玻璃铀 J 金属化纸介 L 聚酯等极性有机薄膜 N 铌电解 O 玻璃膜 Q 漆膜 Y 云母 Z 纸
电容的主要参数
1．标称容量及偏差
电容量是电容器的基本参数，其数值标注在电容器表面上。不同类型的电容器有不同系列的容量标称值。电容器的容量偏差等级有多种，一般偏差都在5%以上。
2．额定电压
能够保证长期工作而不致击穿电容器的最大电压称为电容器的额定工作电压。额定电压系列随电容器种类不同而有所不同，例如，纸介和瓷介电容器的额定电压可从几十伏到几万伏；电解电容器的额定电压可从几伏到几千伏。额定电压的数值通常都在电容器上标出。
3．温度系数
电容温度系数定义： 温度变化所引起的容量相对变化。
4．绝缘电阻
理想电容器的介质应当是不导电的绝缘体，实际电容器介质的电阻为绝缘电阻，有时亦称为漏电阻。
电容器的绝缘电阻：直流电压加在电容上，并产生漏导电流，两者之比称为绝缘电阻。当电容较小时，主要取决于电容的表面状态和介质的性能。
5．损耗角正切
实际在电容器两端加交流电压时要产生功率损耗。产生损耗的原因是由电容器绝缘电阻造成的。一般用电容器损耗功率（有功功率）与电容器存储功率（无功功率）之比来表示，定义为损耗角正切 tgδ。
电容器损耗角正切的tgδ值相差很大，尤其对高频电路或对信号相位要求严格的电路，电容器的tgδ值大小对电路的性能有较大的影响，电容损耗角正切tgδ值越小越好。
对电容器而言，常用损耗角δ和损耗因数D来衡量其质量。
6. 损耗因数
电容在电场作用下因发热所消耗的能量叫做损耗。在直流电场的作用下，电容器的损耗以漏导损耗的形式存在，一般较小。在交变电场的作用下，电容的损耗不仅与漏导有关，而且与周期性的极化建立过程有关。各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值，电容的损耗主要由介质损耗，电导损耗和电容所有金属部分的电阻所引起的。
电阻 电容 电感 电抗 阻抗
电路在如下电流发生变化时能产生电动势的性质，即电感。
一、自感与互感
　　（一）自感

　　当线圈中有电流通过时，线圈的周围就会产生磁场。当线圈中电流发生变化时，其周围的磁场也产生相应的变化，此变化的磁场可使线圈自身产生感应电动势（电动势用以表示有源元件理想电源的端电压），这就是自感。

　　（二）互感

　　两个电感线圈相互靠近时，一个电感线圈的磁场变化将影响另一个电感线圈，这种影响就是互感。互感的大小取决于电感线圈的自感与两个电感线圈耦合的程度。
    （三）电感器的作用

　　电感器的主要作用是对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路。

     电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗，用X表示。
　　类似于直流电路中电阻对电流的阻碍作用，在交流电路（如串联RLC电路）中，电容及电感也会对电流起阻碍作用，称作电抗，其计量单位也叫做欧姆。在交流电路分析中，电抗用 X 表示，是复数阻抗的虚数部分，用于表示电感及电容对电流的阻碍作用。电抗随着交流电路频率而变化，并引起电路电流与电压的相位变化。

　　阻抗即电阻与电抗的总合。
实验 电阻、电感、电容元件 阻抗特性的测定
（验证性实验）
一、学时分配
3学时。
二、实验目的
1. 熟悉交流阻抗的测量方法，验证电阻、感抗、容抗与频率之间的关系，测定
～、～与～特性曲线及电路元件参数对响应的影响。
2. 加深理解R、L、C元件端电压与电流的相位关系，学会测量阻抗角的方法。
三、实验原理
元件阻抗频率特性的测量电路如图7-1所示，图中的r是提供测量回路电流的标准电阻，流过被测元件的电流可由r两端的电压除以r阻值所得。若用双踪示波器同时观察与被测元件两端的电压，就会展现出被测元件两端的电压和流过该元件电流的波形，从而测出电压与电流的幅值及它们之间的相位差。

图7-1 实验原理图
将R、L、C元件串联或并联，亦可用同样的方法测得串联或并联后的阻抗模与频率之间的关系～，称为阻抗的幅频特性。 元件的阻抗角随输入信号的频率变化而改变，阻抗角与频率之间的关系～，称为阻抗的相频特性。用双踪示波器测量阻抗角的方法如图14.7-3所示，示波器荧光屏上，波形的一个周期占n格，相位差占m格，则阻抗角为。

图7-2 阻抗角的测量
四、实验仪器和器材
1. 双踪示波器1台
2. 信号发生器1台
3. 交流毫伏表1台
4. 频率计1台
5. 电阻2只 1KΩ×1；100Ω×1
6. 电容1只 0.01μF×1
7. 电感1只 15mH×1
8. 短接桥和连接导线若干 P8-1和50148
9. 实验用9孔插件方板1块 297mm×300mm
五、实验内容
1. R、L、C元件阻抗频率特性的测定
搭接RLC串联实验电路，将信号发生器的正弦波输出作为激励，使其电压幅值为4V，并在改变频率时保持不变。把信号发生器的输出频率从1KHz逐渐增至20KHz（用频率计测量），并使开关S依次接通R、L、C三个元件，用交流毫伏表分别测量R、L、C元件上的电压及电阻r上的电压Ur，并通过计算得到各频率点的R、与的值，记入表7-1中。
表7-1 R、L、C元件阻抗频率特性的测定
频率f（KHz）
1
2
5
10
15
20
R
UR（V）

IR（mA）

R（KΩ）

L
UL（V）

IL（mA）

XL（KΩ）

C
UC（V）

IC（mA）

XC（KΩ）

2. R、L、C元件阻抗角的测定
图7-1所示电路中，信号源的频率f=10KHz，用双踪示波器观察R、L、C元件的阻抗角，在示波器上读出m、n值，记入表7-2中，并计算阻抗角φ值。
表7-2 R、L、C元件的阻抗角
元件
m（格）
n（格）
φ（度）
R

L

C

3. RLC串联电路阻抗相频特性的测定。
连接RLC串联电路，正弦信号发生器的幅值为4V、频率从0.5KHz逐渐增至20KHz，在示波器上观察电压、电流波形，读出m、n值，将数据记入表7-3中，并计算电压、电流的相位差，即RLC串联电路的阻抗角。
表7-3 RLC串联电路的阻抗相频特性
频率f（KHz）
0.5
1
2
5
10
15
20
n（格）

m（格）

φ（度）

六、实验注意事项
1. 交流毫伏表属于高阻抗电表，测量前必须先调零。
2. 测阻抗角φ时，示波器的“V/div”和“t/div”的微调旋钮应旋置“校准位置”。
七、思考题
测量R、L、C各个元件的阻抗角时，为什么要与它们串联一个小电阻？它对实验中测得的数据有何影响？可否用一个小电感或大电容代替？为什么？
八、实验报告要求
1. 根据实验数据，在坐标纸上绘制R、L、C三个元件的阻抗频率特性曲线，从中可得出什么结论
2. 根据实验数据，在方格纸上绘制RLC串联电路的阻抗相频特性曲线，并总结、归纳出结论。
高频电路和低频电路的定义和频率划分 2012-01-09 21:17:42| 分类： 电子电路

１，定义：
当信号的上升/下降沿时间< 3~6倍信号传输时间时,即认为是高速信号.
对于数字电路，关键是看信号的边沿陡峭程度，即信号的上升、下降时间，
按照一本非常经典的书《High Speed Digtal Design>的理论,信号从10%上升到90%的时间小于6倍导线延时,就是高速信号!
即－－即使8KHz的方波信号,只要边沿足够陡峭,一样是高速信号,在布线时需要使用传输线路论 ．
２，频率划分：
高低频划分：
　　极低频　ELF　3KHZ以下
　　甚低频　VLF　3-30KHZ
　　低　频　LF　30-300KHZ
　　中　频　MF　300-3MHZ
　　高　频　HF　3-30MHZ
　　甚高频　VHF　30-300MHZ(电视1---12频道)
　　特高频　UHF　300-3GHZ(电视13频道以上)
　　超高频　SHF 3G-30GHZ
　　也有这样划分：
　　频率按照规定划分，以便有专业的交流语言：
　　超低频：0.03-300Hz
　　极低频：300-3000Hz(音频)
　　甚低频：3-300KHz
　　长　波：30-300KHz
　　中　波：300-3000KHz
　　短　波：3-30兆
　　甚高频：30-300兆
　　超高频：300-3000兆
　　特高频：3-30G
　　极高频：30-300G
　　远红外：300－3000G
大家在布线时应该注意：一般来说，频率在1MHz以下,可用一点接地；高于10MHz时，采用多点接地；在1～10MHz之间可用一点接地，也可用多点接地。

驻波比　　驻波比-SWR

　　驻波比全称为电压驻波比，又名VSWR和SWR，为英文Voltage Standing Wave Ratio的简写。 　　在入射波和反射波相位相同的地方，电压振幅相加为最大电压振幅Vmax ，形成波腹；在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin ，形成波节。其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间。这种合成波称为行驻波。驻波比是驻波波腹处的声压幅值Vmax与波节处的声压Vmin幅值之比。在驻波管法中，测得驻波比，就可以求出吸声材料的声反射系数和吸声系数。 　　在无线电通信中，天线与馈线的阻抗不匹配或天线与发射机的阻抗不匹配，高频能量就会产生反射折回，并与前进的部分干扰汇合发生驻波。为了表征和测量天线系统中的驻波特性，也就是天线中正向波与反射波的情况，人们建立了“驻波比”这一概念， 　　SWR=R/r=(1+K)/(1-K) 　　反射系数K=(R-r)/(R+r) 　　(K为负值时表明相位相反) 　　式中R和r分别是输出阻抗和输入阻抗。当两个阻抗数值一样时，即达到完全匹配，反射系数K等于0，驻波比为1。这是一种理想的状况，实际上总存在反射，所以驻波比总是大于1的。 　　射频系统阻抗匹配。特别要注意使电压驻波比达到一定要求，因为在宽带运用时频率范围很广，驻波比会随着频率而变，应使阻抗在宽范围内尽量匹配。 　　驻波比的含义： 　　驻波比就是一个数值，用来表示天线和电波发射台是否匹配。如果 SWR 的值等于1， 则表示发射传输给天线的电波没有任何反射，全部发射出去，这是最理想的情况。如果SWR 值大于1， 则表示有一部分电波被反射回来，最终变成热量，使得馈线升温。被反射的电波在发射台输出口也可产生相当高的电压，有可能损坏发射台。
测试说明
　　测试时先对矢网进行校准，要根据设备的增益和功率来设置矢网的输出信号大小，在进行设备上电时先将测试端口的功放输出断开，测得的带内最高值就是输入电压驻波比。 　　注意事项： 　　要注意仪器选择的测试端口和功率电平，在设备上电时重新检查一次 　　测试链路时要将测试端口所对应的功放输出端断开，以免信号反射损坏仪器