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[導讀]在電感測試夾具中,預期的特征衰減時間TUR與測試裝置的開路上升時間T開路的比不是很大:這個低的比值意味著初始的階躍上升完成之前,測試波形已經開始衰減。測量出的輸出波形不是簡單的指數(shù)形式,面是更復形。仔細觀

電感測試夾具中,預期的特征衰減時間TUR與測試裝置的開路上升時間T開路的比不是很大:

這個低的比值意味著初始的階躍上升完成之前,測試波形已經開始衰減。測量出的輸出波形不是簡單的指數(shù)形式,面是更復形。仔細觀察1.14峰值幅度,與開路時的417MV漸近線相比,會發(fā)現(xiàn)它所達到的最大值只有250MV。這一跡象表明在例1.2中測量到的指數(shù)時間常數(shù)可能并沒有準確地反映真實的電感。如果進一步更遠地測量波形的衰減常數(shù),遠離初始階躍,實際波形會更加按照指數(shù)規(guī)律衰減。遺憾的是我們不能再進一步更遠地觀察,因為當波形繼續(xù)向示波器示幕右側移動時,由于寄生耦合、反射以及其他的噪聲,波形將呈現(xiàn)波浪起伏。

測量一個響應曲線下總面積

我們需要一種更可靠的方法來使用圖1.14的曲線形狀估算電感。希望該方法能考整個波形,而不只是兩個光標位置上數(shù)值,避免由于測量設備的上升時間的限制面產生的失真。下面的方法采用了圖1.14中曲線下總面積的值來進行估算。

在圖1.15中,調用了TEKTRONIX11403示波器的一個面積測量功能來計算圖1.14中曲線下的面積,單位是皮伏-秒(PICOVOIV PVS),計算出的總面積值為495.7PVS。在沒有這個自動功能幫助的情況下,基于7個點的簡單梯形逼近法是一種有效的手工面積測量方法。所選的點定位在上升沿的起始、上升的中間和頂點,其余的點沿著衰減曲線散布。

現(xiàn)在我們揭示曲線下的面積的電感L之間的簡單數(shù)學關系。

首先,按照通用公式:

電感上的電壓,在任何時刻總是與通過該電感的電流的上升時間相并。
式兩邊求積分,可得到:

式的左邊是一個導數(shù)的積分,正好等于I(T)的最終值與初始值的差:

式左邊的值正是圖1.14中探頭響曲線下的面積。這個關系式把面積和電感系了起來:

或者,重新用△I來表示階躍電流從起始到最終的變化值:

如果已知源端阻抗RS,可以把△I轉換成△V/RS,把式1.22變換成最終的開展:

應用到圖1.15中

對于圖1.15中的實驗,可得到:

因為面積測量法使用的是整個波形,而不是選取兩個光標位置的測量方法,所以,與光標測量技術相比,它更能免除噪聲和波形失真的干擾。對噪聲的干擾性是由于噪聲的一均面積趨向于零。對波形失真的抗干擾性是由于觀測設備有限的上升時間,這是一個更令感興趣的特性。這個特性來來自一個客觀事實:無論測量裝置的階躍響應是什么樣的,其曲線下的面積不變。

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