Es bien sabido que cualquier elemento pasivo eléctrico (Resistencia, Condensador, Inductor) contiene parásitos que suelen manifestarse en rangos de operación de alta frecuencia.
Por ejemplo, una resistencia en CC se puede modelar, simplemente, con solo una resistencia que depende del material y la geometría del elemento. A frecuencias más altas, la capacitancia y la inductancia parásitas comienzan a aparecer, y esto se puede encontrar experimentalmente (por ejemplo) al:
Tensión - Diferencia de fase de corriente.
Dependencia de la impedancia en la frecuencia.
El mismo argumento también es válido para condensadores e inductores, en los que se altera su modelo ideal y se añaden efectos parásitos a altas frecuencias.
El gráfico de impedancia frente a frecuencia puede informarnos sobre estos parásitos y cuándo comienzan a aparecer. También nos informarán sobre el rango de frecuencia válido de operación, en el que después de eso, el elemento ya no se comporta normalmente (Un inductor que actúa como un capacitor después de su frecuencia de resonancia propia (SRF) por ejemplo) como se muestra a continuación:
Entonces, cuando mencionamos el término "altas frecuencias", (¿probablemente?) queremos decir más allá del SRF, ya que los elementos comienzan a comportarse de manera no intencionada.
Según tengo entendido, cada elemento pasivo generalmente se comporta de una manera que pensé en explicar con la siguiente figura:
Mis preguntas están de alguna manera interconectadas y son:
¿Es correcto el concepto de la figura (2)?
Además de los parásitos que se mencionaron anteriormente, parece haber variaciones en los valores físicos de L, C y R (región azul en la figura 2), lo que significa que todos se convierten en funciones de frecuencia: R(w), C( w), L(w). ¿Es esto cierto?
Concluí esto de:
a. Efecto piel para R, por lo que es una función de la frecuencia.
b. Imagen #1 arriba (gráfico azul). ¿La inductancia realmente se vuelve negativa, o es la herramienta que estamos usando la que me dice que el valor de mi inductor se perdió debido al gran valor de capacitancia parásita?
¿Qué papel juega el tamaño de la característica geométrica del elemento pasivo (independientemente de su forma) en la determinación de la frecuencia que separa las regiones verde y azul en la figura (2)? En otras palabras, ¿hay alguna manera de determinar si debo considerar los efectos de CA o no usar el conocimiento del tamaño de mi característica?
¿Podemos decir que la línea que separa las regiones azul y roja puede ser representada por el SRF?
1/2) Más o menos, trato de aclarar, me parece que cree que su gráfico en la figura (2) muestra las variaciones de R y L con respecto a la frecuencia.
Ese gráfico simplemente muestra la impedancia de un circuito resonante paralelo hecho de aproximadamente un inductor constante de 100nH, una resistencia de 45kohm y un
condensador.
Esta es una aproximación de primer nivel que, sin embargo, puede ser buena en muchas circunstancias.
Luego, se puede argumentar que la resistencia depende de la frecuencia y agregar esto al modelo, lo mismo para la inductancia y la capacitancia, pero esto generalmente difícilmente se puede ver en los gráficos a menos que mida, analice y ajuste cuidadosamente las curvas a los modelos. Por lo general, están ocultos en los errores de medición.
Luego, puede agregar muchos otros parásitos adicionales y no lineales descritos anteriormente por otros colaboradores, pero no hay tal evidencia en el barrido que publicó.
b) Su medidor muestra una inductancia variable (posiblemente negativa) solo porque usted se lo pide. Solo mide una impedancia, una relación compleja entre el voltaje y la corriente y luego la representa como lo configuró: usted solicitó Ls+Rs y si la fase de impedancia medida no está de acuerdo con ese modelo, simplemente siga calculando y encuentre "inductancias negativas". ".
El límite de usabilidad (transición verde/azul en la fig. (2)) no es solo una función de su componente parásito, sino que depende bastante del resto del circuito, por ejemplo, si usa ese inductor en un resonador, debe agregar capacitancia parásita a los cálculos y mira si obtienes números consistentes.
4) Sí, SRF es ese límite azul a rojo.
3) La dimensión cuenta. Para resistencias y condensadores, por lo general, cuanto más larga es la parte, mayor es la inductancia parásita. Por ejemplo, los pequeños SMD 0204 o 0603 pueden exhibir unos pocos cientos de pH, mientras que algunos condensadores HV MKM grandes que utilicé estaban especificados como 7 nH/cm respecto al paso de los terminales.
¿Es correcto el concepto de la figura (2)?
**SÍ, la inductancia negativa (-j) significa capacitancia a f alta después de PRF. La capacitancia negativa (j) del metal en serie alrededor de <1 nH/mm es inductiva después de SRF.
La cerámica también es un cristal con SRF y puede tener un PRF en casos especiales, especialmente cuando se usan tapas paralelas, juntas como en MLCC o en PCB, excepto para los tipos NP0/C0G.**
La prueba de impedancia con un analizador de red puede medirlos si son problemas.
No es exactamente como se muestra o como supones. Tampoco es posible tener un modelo universal para todos los componentes pasivos. L&C tendrá la serie R y el paralelo C,
C tendrá series R, L y paralelas R, y algunas veces más partes en el modelo
Los componentes pueden tener una frecuencia de resonancia en serie y en paralelo y muchas otras variables para Vdc, T('C), I(L) con saturación.
Es posible usar límites por encima de la "frecuencia resonante en serie", SRF, pero a menudo es útil tener inductores cerca o por encima de la "frecuencia resonante paralela", PRF, a menos que se agregue otro en serie con un PRF más alto.
(A veces, las especificaciones usan SRF para ambos modos como frecuencia de autorresolución).
Cuando su frecuencia de operación está en el rango del SRF, es necesario elegir una parte diferente con un SRF más alto o una parte "adicional" para proporcionar la impedancia deseada (L más pequeña en serie o C más pequeña en //)
Lectura sugerida http://www.johansontechnology.com/srf-prf-for-rf-capacitors
Los ingenieros de RF entienden las relaciones L/W que controlan la inductancia o ESL de Caps y stripline. SRF en realidad se refiere a la frecuencia de resonancia en serie de los condensadores, que también tienen una anti-resonancia (PRF o res.freq. paralela) al aumentar ligeramente la ESR en una cantidad controlada para reducir estos efectos y EXTENDER el rango "ÚTIL" de baja impedancia a la derecha en el eje de frecuencias. es decir, útil por encima de SRF
Los inductores tienen una frecuencia de resonancia paralela, mientras que los caps tienen SRF y PRF ya que no tienen el cap Cs.
Los resonadores como MEMS y cuarzo usan el mismo modelo anterior pero tienen una inductancia masiva para su tamaño y una pequeña capacitancia en serie <<1pF, por lo que su PRF viene primero, seguido por el SRF.
el fotón
Tony Estuardo EE75