4種類型的電抗簡介

有4個電路概念將高速數字電路與低速數字電路的研究區分開來：電容、電感、互容和互感。這4個概念為描述和理解數字電路元件在高速電路中的特性提供了內涵豐富的表述。

研究電容和電感的方法有許多種。微波工程師使用麥克斯韋方程組，控制系統的設計者使用拉普接斯變換，提倡使用SPICE仿真的設計者使用線性微分方程，數字電路工程師則使用階躍響應。

階躍響應的測量方法向我們展示的正是我們想要知道的：一個脈沖激勵一個電路元件時究竟會發生什么情況。只要我們愿意，就可以由這個階躍響應推導出電路元件阻抗與頻率的關系曲線。從這個意義上來說，階躍響應測量與阻抗的頻域測量是同樣有效的。

關于電容和電感的研究，我們將重點關注電路元件的階躍響應。

圖1.4舉例說明了一個雙端設備階躍響應的一種經典測量方法。圖中使用輸出阻抗為R5Ω的階躍激勵源。階躍激勵與被測設備并聯，這里我們測量其電壓響應。在實際測量中，階躍信號被反復不斷地重復輸入，而響應結果則同步顯示在一個示波器上。

實際上，通過觀察階躍響應并運用以下三個經驗法則，任何人都能夠產即描述出被測設備的特征：

1、電阻器顯示出的是一個平坦的階躍響應。在時間零點，輸出電壓上升到一個固定值并保持不變。

2、電容器顯示出的是一個上升的階躍響應。在時間零點，階躍響應從零開始，但隨后上升為一個滿幅值的輸出。

3、電感器顯示出的是一個下降的階躍響應。在時間零點，輸出立即升至滿幅值，隨后逐漸衰減到零。

首先，階躍響應作為時間的一個函數，我們根據其是否保持為常數，上升還是下降，就可以描述出任何一個電路元件的特性，并且分別將這些元件標記為阻性的、突發的或感性的。

電抗的效應可以進一步細分為普通的和相互的兩種類型。普通類型的電容和電感描述的是獨立電路元件的特性。互容和互感的概念描述的是一個電路元件對另一個元件的影響。在數字電子學里，互容或互感通常會引起不必要的串擾，我們應該力求使其最小化。普通的電容或電感可能是有用的，用于描述互容和互感的元件的特性。

我們將定義一個特定的階躍響應，用于描述互容和互感電路元件特性。

在只考慮集總電路元件的條件下，我們按照下列順序簡要地研究有關電抗的概念：

普通電容

普通電感

互容

互感

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