估算衰减时间的更好方法

2011-02-03 01:19:15来源: 互联网

在电感测试夹具中,预期的特征衰减时间TUR与测试装置的开路上升时间T开路的比不是很大:

这个低的比值意味着初始的阶跃上升完成之前,测试波形已经开始衰减。测量出的输出波形不是简单的指数形式,面是更复形。仔细观察1.14峰值幅度,与开路时的417MV渐近线相比,会发现它所达到的最大值只有250MV。这一迹象表明在例1.2中测量到的指数时间常数可能并没有准确地反映真实的电感。如果进一步更远地测量波形的衰减常数,远离初始阶跃,实际波形会更加按照指数规律衰减。遗憾的是我们不能再进一步更远地观察,因为当波形继续向示波器示幕右侧移动时,由于寄生耦合、反射以及其他的噪声,波形将呈现波浪起伏。

测量一个响应曲线下总面积

我们需要一种更可靠的方法来使用图1.14的曲线形状估算电感。希望该方法能考整个波形,而不只是两个光标位置上数值,避免由于测量设备的上升时间的限制面产生的失真。下面的方法采用了图1.14中曲线下总面积的值来进行估算。

在图1.15中,调用了TEKTRONIX11403示波器的一个面积测量功能来计算图1.14中曲线下的面积,单位是皮伏-秒(PICOVOIV PVS),计算出的总面积值为495.7PVS。在没有这个自动功能帮助的情况下,基于7个点的简单梯形逼近法是一种有效的手工面积测量方法。所选的点定位在上升沿的起始、上升的中间和顶点,其余的点沿着衰减曲线散布。

现在我们揭示曲线下的面积的电感L之间的简单数学关系。

首先,按照通用公式:

电感上的电压,在任何时刻总是与通过该电感的电流的上升时间相并。
式两边求积分,可得到:

式的左边是一个导数的积分,正好等于I(T)的最终值与初始值的差:

式左边的值正是图1.14中探头响曲线下的面积。这个关系式把面积和电感系了起来:

或者,重新用△I来表示阶跃电流从起始到最终的变化值:

如果已知源端阻抗RS,可以把△I转换成△V/RS,把式1.22变换成最终的开展:

应用到图1.15中

对于图1.15中的实验,可得到:

因为面积测量法使用的是整个波形,而不是选取两个光标位置的测量方法,所以,与光标测量技术相比,它更能免除噪声和波形失真的干扰。对噪声的干扰性是由于噪声的一均面积趋向于零。对波形失真的抗干扰性是由于观测设备有限的上升时间,这是一个更令感兴趣的特性。这个特性来来自一个客观事实:无论测量装置的阶跃响应是什么样的,其曲线下的面积不变。

关键字:衰减

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0203/article_4469.html
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