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[技术资料] 耦合的相关知识(无须下载)

P:2007-06-09 09:23:46

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在电子学领域,广义的理解耦合是指信号之间的传递,退耦合则是相反。
  
电视机天线与电视机的天线插孔连接,VCD与电视机的AV插孔连接,变压器的能量传到次级侧,发射天线产生的电磁波与接收机之间的空间连接等等,这些类似的信息或者信号的连接都可以认为是一种耦合。为了高效益的传递信号,连接是有许多讲究的,包括机械方面的,物理方面的。对于机械方面的由于可见度高,一般容易理解,但对于物理方面的,真正理解并非易事。比方说,VCD与电视机的连接,就必须要考虑输入输出阻抗,信号电平,频率响应等等;电磁波的传递就更加复杂。
  
对于具体的电子电路,往往一个完整的电路都是有许多单元电路组成的,这些电路的属性不同,信号之间的传递方式因此会有许多种,但是归纳起来本人认为有下列几种:直接耦合,阻性耦合,电场耦合,磁场耦合,光电耦合,非线性耦合等。
  
直接耦合就是用一根导线连接,这根导线理论上应当没有寄生参数,信号在传递时没有损失,需要考虑的只是信号源的内阻和负载的输入电阻。这里的信号源是由一个具体电路等效而来,负载也是一样。这种耦合是有条件的,这根导线的寄生参量如电阻,分布电容,导线电感,长度等应当对所传递的信号没有影响或者影响很小,否则,这种连接的性质就会发生根本性的变化。信号源与负载的连接有时候负载对信号的电平提出了要求,需要通过电阻进行衰减,最简单的办法就是用电阻来实现。由于电阻在一定频率范围内频率响应良好,在宽带电路中得到了广泛的应用;在测试仪器中,这种耦合应用很广,一是作为阻抗匹配,同时也衰减了信号;在晶体管直流放大器中,阻性耦合可以实现直流电平移动,使得相邻两级放大器能够获得合适的直流偏置;在电路中,电源用电阻进行降压,两个相邻电路信号的匹配用电阻进行衰减等都可以认为是一种耦合。

电场耦合,常见的就是电容耦合;在高频或者微波电路中,电场耦合是通过空间来传递信号的,这由电场的属性不难理解。上述两种耦合实际上是一样的,只是前者比较直观,后者比较抽象。直观的电容耦合也是有讲究的,两个相邻电路中不一定接上一个电容就是耦合电路,这与信号源的内阻和负载的输入电阻,信号频率密切相关,这种类似耦合的电路有时候可能变成了微分或者积分电路。在高频电路中,由于空间的存在,电场耦合会破坏电路的工作,传递一些不必要的信号,因此需要对电路的结构进行合理的设计,或者进行屏蔽。这种耦合常常叫做寄生耦合,显然是不需要的。
磁场耦合,变压器耦合是一种典型的耦合,改变变压器 的初级与次级线圈的比例,可以十分方便的进行阻抗匹配;同样的道理,信号产生的磁场也会形成寄生耦合,解决的办法与电容相似或者相同。事实上,电场和磁场是相伴而生的,在高频或微波领域,信号的有效传递需要同时考虑。
光电耦合也并不是现在的发明,古代的烽火台就是一个典型例子。当然,光电耦合器,红外光,激光,光纤等光电技术,使信号传递的效果和性能产生了更大的变化,它们的机理与上述几种耦合完全不同。
非线性耦合,晶体管直流电路中,为了使三极管获得正确的直流偏置,往往采用电阻来完成,但是电阻是耗能元件,不利于信号的高效率传递,采用稳压二极管或者三极管进行电平移动和耦合,这种电路在集成电路的基本电路中使用相当广泛;有些电路用二极管来进行单向耦合,本人把这类耦合归于非线性耦合。
实际电路中,耦合的方式有许多种,具体采用总是根据电路的要求来设置,考虑较多的主要是阻抗,频率或者时间,相邻电路的结构,信号电平,直流工作状态,效率等等。
从字面上讲,退耦合是耦合的相反,但是对于具体的电子电路,狭义的讲主要是针对电源内阻的。在电子电路中,信号电流总是要经过一个闭合的回路才能在电路中流动,这个闭合的回路中包含电源,实际电源不可避免的存在内阻,这个内阻是十分有害的,信号会在内阻上产生电压降,除了降低信号传递和处理的效率,同时这个电压会叠加在电源中为其它电路供电,其结果是是产生干扰,如噪声,寄生振荡,功率下降等等,如果在电源上并联一个退耦电路,这个电路对信号来说内阻很小,因此大大降低了电源的等效内阻,改善了电路工作条件。在电路中,不同的电路往往是由同一个电源供电,为了使各个电路产生的信号不通过共同的电源,往往用电阻或者电感进行隔离,隔离之后如果不使用电路进行所谓的滤波,这些电路由于信号难以形成良好的回路,一是信号传递或处理的效率大大降低,二是不同电路的信号会因为通过公共电源产生寄生耦合,使电路根本无法正常工作。
对于这些基础知识的理解,最好是阅读一些电路分析之类的专业书籍,有兴趣的家电维修人员多学习一些有助于提高分析和处理问题的能力。

帖 子 奖 罚
hzw.007 奖励 0 金币,.1 声望,于 2007-6-9 11:19:32

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P:2007-06-09 09:59:04

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虽然现还不太理解,但还是很感谢楼主啦.

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P:2007-08-04 21:48:21

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很好理解  如果能更深入点就更好了

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P:2009-03-14 18:29:12

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谢谢校友哈

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P:2009-03-18 14:16:59

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学习了学习了

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P:2009-10-05 17:19:35

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受益匪浅,谢谢!

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P:2009-10-23 15:34:31

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en  这的很好 请问想学的更深一点应该去哪里找资料呢

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P:2009-10-27 21:49:15

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谢谢。

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P:2009-12-28 14:05:11

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感觉好深奥的,呵呵 刚刚入行

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P:2009-12-31 14:29:07

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看大不懂   不过还是谢谢楼主

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P:2012-06-04 14:09:54

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高手在民间。。。顶

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请教一下LZ什么叫耦合电阻coubling resistance?

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