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MOS管G极串联电阻如何抑制谐振?

我们列出输出与输入的比值,也就是增益,如果增益大于1,那么说明被放大了。很容易列出增益的公式,我们画下这个曲线。

MOS管G极串联电阻如何抑制谐振?

上图的曲线,是1uH电感,1uF电容的增益。可以看到,在低频时,增益基本就是1,也就是不放大不衰减。而在谐振频率处,有一个非常高的尖峰,因为这里设定的器件为理想器件,所理论上尖峰为穷大,谐振频率旁边的增益也是非常高的,而在频率比较高的时候,随着频率的升高,增益下降,也就是衰减了输入信号。

如果我们能把谐振频率处的增益降到0.707左右,那就是完美的低通滤波器了。很显然,电感和电容都是非耗能器件,没有电阻器件的引入,在谐振频率处,增益总是等于无穷大的。我们从增益Av的公式就可以得出来,因为谐振频率时的分母为0。

幸运的是,我们的滤波电路总是要接负载的,我们把信号滤波之后总是要给负载用的,接入了负载,那增益又不一样了。

不同负载的LC滤波器

现实中的电路各种各样,负载的阻抗也就差别很大了,下面是加入负载的模型。

MOS管G极串联电阻如何抑制谐振?

我们看看负载是1Ω,10Ω,100Ω的增益曲线,如下图:

MOS管G极串联电阻如何抑制谐振?

我们可以看到,负载电阻越小,谐振处的增益越小,谐振引起的噪声变大越不会发生。当然了,实际电路中的负载各种各样,有低阻的,有高阻的。相对来说,低阻负载的更不容易发生加入滤波器效果更差的事情。因此,如果你发现同样的LC滤波器,加入不同的电路,有的效果好,有的效果变差,很有可能就是因为负载的不同。

所以说,负载阻抗越低,越不容易产生尖峰,也就是说不容易恶化。

噪声源内阻的影响

除了负载阻抗的影响,还有噪声源内阻的影响,实际的噪声信号肯定是有一定的内阻的。根据内阻的不同,我们构建下面的模型,加入内阻的参量。

MOS管G极串联电阻如何抑制谐振?

分别画出Rs=0.1Ω,Rs=1Ω,Rs=10Ω的情况,为了排除负载电阻的影响,宁其为高阻态,统一RL=1MΩ。

MOS管G极串联电阻如何抑制谐振?

可以看到,内阻越大,越不容易产生尖峰,也就是说不容易恶化,反之,内阻越小,越容易恶化。

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