等效電路建模的案例
干貨 | 常見電子元器件等效電路匯總
電子元器件的等效電路對(duì)電路分析非常有用，可以幫助理解該元器件在電路中的工作原理，可以深入了解該元器件的相關(guān)特性。
貼片電容器等效電路
下圖所示是貼片電容器的等效電路。
從等效電路可以看出，電容器除電容外還有寄生電感L和寄生電阻R，盡管L值和R值都很小，但是在工作頻率很高時(shí)電感會(huì)起作用，電感L與電容C構(gòu)成一個(gè)LC串聯(lián)諧振電路。
有引腳電容器等效電路
下圖所示是有引腳電容器的等效電路。
等效電路雙向耦合法鋰電池?zé)峁芾矸抡娣治?/span>
等效電路雙向耦合法鋰電池?zé)峁芾矸抡娣治?/span>
光收發(fā)器信號(hào)完整性分析（包含封裝效應(yīng)）-AEDT-INTERCONNECT互操作性
該收發(fā)器由通過interposer層連接的電集成電路(EIC)和光子集成電路(PIC)組成。
Ansys Circuit用于對(duì)信號(hào)路徑的電學(xué)部分進(jìn)行建模，INTERCONNECT用于對(duì)光學(xué)部分進(jìn)行建模。單向信號(hào)傳輸用于連接信號(hào)路徑的電學(xué)部分和光學(xué)部分。Interposer層上的信號(hào)路徑使用Ansys HFSS 3D電磁仿真計(jì)算出的S參數(shù)進(jìn)行建模。
概述
了解仿真工作流和關(guān)鍵結(jié)果。
收發(fā)器信號(hào)路徑始于EIC上的driver，該driver通過interposer將10Gb/sNRZ信號(hào)發(fā)送到PIC上的耗盡型環(huán)形調(diào)制器。調(diào)制后的光信號(hào)經(jīng)過一個(gè)代表信道損耗的衰減器，到達(dá)接收器上的光電探測器。光電流驅(qū)動(dòng)接收信號(hào)通過interposer層返回到EIC上的電阻。
步驟1：發(fā)射器電路
該電路用于仿真EIC上的driver和PIC上的環(huán)形調(diào)制器之間發(fā)射器信號(hào)路徑的電學(xué)部分。
發(fā)射器電路由代表調(diào)制器driver的電壓源、Interposer層的狀態(tài)空間模型單元以及環(huán)形調(diào)制器的等效電路組成。Interposer層狀態(tài)空間模型基于Ansys HFSS進(jìn)行3D電磁仿真計(jì)算出的電S參數(shù)生成。
環(huán)形調(diào)制器等效電路由兩個(gè)電阻和一個(gè)電容組成，分別代表調(diào)制器PN結(jié)的電阻和電容。等效電路中結(jié)電容兩端的電壓保存在一個(gè)文本文件中，并在下一步中用作環(huán)形調(diào)制器光學(xué)模型的輸入。
步驟2：光信道
Lumerical INTERCONNECT用于模擬由激光源、發(fā)射器和接收器組成的光信道。
上一步中記錄在文本文件中的電壓由“Signal Voltage”元件讀取，并用于驅(qū)動(dòng)發(fā)射器中的環(huán)形調(diào)制器模型。使用3dB衰減來模擬調(diào)制器和接收器上的光電探測器之間的光信道損耗。在光電探測器之后放置一個(gè)低通濾波器元件，以模擬光電探測器受載流子渡越時(shí)間限制的帶寬。
展開 跨越半世紀(jì)的理論與實(shí)證雙重驗(yàn)證：HBK標(biāo)準(zhǔn)傳聲器，定義聲學(xué)測量的穩(wěn)定基準(zhǔn)
機(jī)理的突破性認(rèn)知
在這項(xiàng)研究中，HBK率先通過機(jī)電等效電路建模與全參數(shù)敏感性分析，明確了一個(gè)行業(yè)級(jí)的結(jié)論：決定電容傳聲器長期穩(wěn)定性的關(guān)鍵參數(shù)，是傳聲器振膜的機(jī)械張力。
研究指出，電容傳聲器的靈敏度由振膜 - 背極間距、振膜在聲壓下的撓度、極化電壓三個(gè)參數(shù)決定。通過合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與材料選型，振膜- 背極間距、振膜質(zhì)量、氣隙阻尼、內(nèi)部容積順性等參數(shù)，其隨時(shí)間的變化可基本忽略；唯有振膜的機(jī)械張力，會(huì)隨時(shí)間發(fā)生緩慢的應(yīng)力松弛，進(jìn)而導(dǎo)致振膜順性變化，最終引發(fā)靈敏度的系統(tǒng)性漂移。
這一結(jié)論，為傳聲器穩(wěn)定性的優(yōu)化與評(píng)估，指明了的關(guān)鍵方向。
開創(chuàng)性的實(shí)驗(yàn)方法與量化體系
基于對(duì)機(jī)理的認(rèn)知，HBK建立了一套開創(chuàng)性的“高溫加速老化實(shí)驗(yàn) + 理論模型外推” 的穩(wěn)定性評(píng)估體系，有效解決了室溫下傳聲器長期穩(wěn)定性無法快速評(píng)估的行業(yè)痛點(diǎn)。
這套體系的包括三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：
1. 多溫度梯度加速老化實(shí)驗(yàn)
HBK將完成超張拉預(yù)老化的傳聲器，置于 +150℃等多組高溫環(huán)境中，持續(xù)監(jiān)測多只傳聲器的靈敏度隨時(shí)間的變化曲線，同時(shí)在不同溫度梯度下完成平行測試，完整獲取了振膜張力松弛過程在全溫度域的實(shí)測數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)捕捉了靈敏度變化與時(shí)間、溫度的關(guān)聯(lián)規(guī)律。
基于 Arrhenius 方程的動(dòng)力學(xué)建模
基于實(shí)驗(yàn)獲取的多溫度老化數(shù)據(jù)，HBK采用對(duì)數(shù) - 線性坐標(biāo)對(duì)靈敏度變化率進(jìn)行了精準(zhǔn)擬合，并引入Arrhenius 時(shí)間- 溫度等效方程，建立了振膜應(yīng)力松弛過程的動(dòng)力學(xué)模型。這一模型的價(jià)值，是實(shí)現(xiàn)了從高溫加速老化數(shù)據(jù)，到室溫環(huán)境下長期穩(wěn)定性的精準(zhǔn)外推，解決了行業(yè)內(nèi)“無法通過短期實(shí)驗(yàn)預(yù)判產(chǎn)品數(shù)十年性能” 的難題。
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電化學(xué)阻抗譜測試技術(shù)：簡要回顧和挑戰(zhàn) | 用阻抗譜測試鎂合金腐蝕速率？
[典型EIS譜圖和等效電路]
EIS 數(shù)據(jù)通常以Nyquist曲線的形式呈現(xiàn)，其中虛阻抗分量 (Z″) 與實(shí)阻抗分量 (Z′) 在每個(gè)激勵(lì)頻率下進(jìn)行對(duì)比。Bode曲線顯示阻抗模量的對(duì)數(shù) |Z| 和相位角 (θ) 作為應(yīng)用頻率范圍的對(duì)數(shù)的函數(shù)。為了將頻率響應(yīng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為腐蝕特性（例如電阻和阻抗），通過將EIS結(jié)果擬合到一個(gè)等效電路中進(jìn)行建模，該電路由電阻(R)、電容(C)或恒相元件(CPE)、電感(L)和Warburg阻抗(W)串聯(lián)或并聯(lián)組成。Mg/Mg合金的典型阻抗譜和用于擬合EIS實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的等效電路如圖1所示。
圖1. Nyquist 和 Bode 曲線的典型形狀以及常用的等效電路來描述Mg腐蝕過程。(a)簡單Randles等效電路，(b)用恒定相位元件修飾的Randles等效電路，(c)用半無限Warburg擴(kuò)散阻抗元件修飾的Randles等效電路，(d)用電感和電阻修飾的Randles等效電路，(e)具有兩個(gè)時(shí)間常數(shù)的等效電路，(f)具有三個(gè)時(shí)間常數(shù)的等效電路。
[用EIS測定Mg腐蝕速率]
理論上，EIS得到的R值可以用公式(1)所示的Stern-Geary關(guān)系來計(jì)算鎂合金的腐蝕速率，從而確定瞬時(shí)腐蝕速率:
icorr=B/R (1)
其中 B 取決于陽極的 Tafel 斜率 (βa) 和陰極的 Tafel 斜率 (βa 和 βc)。
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