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感性耦合

2024/07/15
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前文說過容性耦合,接下來說一說感性耦合。

說到感性耦合,經(jīng)常會聽到“電生磁,磁生電”,所謂“電生磁”是指電流的周圍圍繞著磁場,電流發(fā)生變化磁場也跟著變化。變化的磁場又在周邊的導(dǎo)體上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,以此在導(dǎo)體上產(chǎn)生感應(yīng)電流,這就是“磁生電”。

不管電生磁還是磁生電,只是通過磁場和電場的變化相互影響從而引起電流、電勢和磁場變化的現(xiàn)象,本質(zhì)上就是能量的轉(zhuǎn)換。

感性耦合的大小

2W

3W

4W

總結(jié)一下數(shù)據(jù):2W,1.0126 nH/in --> 3W,0.46686 nH/in --> 4W,0.26853 nH/in,仿真數(shù)據(jù)可以直觀地說明:增大線間距可以減小相互之間的互感。實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)中常用的3W原則,5mil 的線寬下,互感是0.46686 nH/in,是自感的6.3%。

增大返回平面的厚度,也就是仿真介質(zhì)厚度和感性耦合之間的關(guān)系。

H

3H

5H

總結(jié)一下數(shù)據(jù):H,0.46686 nH/in -->3H,2.23829 nH/in--> 5H,3.98401 nH/in,從仿真的數(shù)據(jù)可以看出,增大介質(zhì)厚度會增加相互之間的互感,H到5H厚度,數(shù)值增大將近原來的750%。

感性性耦合電流方向

為了直觀來驗(yàn)證感性耦合電流的情況,搭建相關(guān)的仿真鏈路:

電容耦合仿真鏈路不同,這里添加一個(gè)仿真器件:互感器。

結(jié)果可以看出,往后端(近端)電流是正向的,往前端(遠(yuǎn)端)的電流是反向的。由于兩端的都是端接50ohm ,電流感受的阻抗是一樣的,所以往兩端的電流大小是相等的。

總結(jié)

總結(jié)一下容性耦合以及感性耦合的耦合電流問題

1、容性耦合電流的方向

容性耦合的電流到達(dá)靜態(tài)線,電流都是選擇是流向阻抗低的方向。耦合電流到達(dá)靜態(tài)線的瞬間,瞬時(shí)感受到前向和后向的阻抗是一致的,這時(shí)候,耦合電流會一分為二,產(chǎn)生后向(近端)和前向(遠(yuǎn)端)的兩路電流。不管是往后向(近端)還是前向(遠(yuǎn)端),產(chǎn)生的都是正跳變電壓,如下圖,也就是說往后向(近端)和前向(遠(yuǎn)端)的兩路電流都是正向的。

2、感性耦合電流的方向

感應(yīng)耦合產(chǎn)生感應(yīng)電流的邏輯和容性耦合是不同,根據(jù)右手螺旋法則(安培定律),靜態(tài)線的電流要減小磁場的變化,如果動(dòng)態(tài)線的電流方向是向前的,靜態(tài)線就會產(chǎn)生單向向后的電流,如上圖所示。

感應(yīng)耦合到靜態(tài)線的感應(yīng)電動(dòng)勢,往后向(近端)是正跳變,往前向(遠(yuǎn)端)是負(fù)跳變,如下圖,也就是說往后向(近端)的電流是正向的,而往前向(遠(yuǎn)端)的電流都是反向的。

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