24小時聯系電話:18217114652、13661815404
中文
行業資訊
電路設計中的哪里找到磁滯回線
非線性行為隨處可見，線性行為只是任何物理系統中真實行為的近似值。在電子產品設計中，您通常可以設計許多組件，并確保電路中的線性響應，但是系統中的許多組件或電路始終是非線性的，并表現出飽和或整流。結合了非線性行為的這兩個方面的一種效應是磁滯現象，其中飽和作為輸入信號電平發生，并且沿不同方向變化。
當您需要分析電路或組件中的磁滯如何影響系統行為時，需要在單個電路中模擬一個磁滯回線。您還可以在較大的電子系統中使用磁滯模型-作為任何常規分析的一部分，您將在SPICE模擬器中運行。當您需要為具有滯后的電路創建SPICE仿真時。
電子中會出現磁滯回線的地方
在非線性元件以及包含非線性元件的電路中會發生磁滯回線。它可以通過許多機制來產生，這些機制可能很難預測，但是，磁滯在時域中很容易可視化，或者通過查看循環的傳輸曲線（輸出與輸入信號之間的關系）即可看到。當發生磁滯回線時，在高輸入信號電平下會導致輸出飽和。一旦輸入信號電平反轉，傳輸曲線就會短暫地顯示出整流狀態，直到輸入通過某個閾值為止。
在重復輸入信號周期之后，當將這兩個量繪制為傳輸曲線時，輸出信號將無法返回其原點。如下圖所示。
初始輸出與輸入傳輸曲線以黑色顯示，并隨著輸入信號增加到第一個反轉點而達到飽和。在第一次反轉（紅色曲線）期間，輸出信號沿另一條路徑到達第二次反轉點。在第二次反轉（藍色曲線）期間，信號沿另一條路徑返回第一個反轉點。
傳遞曲線中的磁滯回線。
磁滯不會在每個組件中都發生，但是在某些非常常見的組件中確實會發生磁滯。例如，可以在以下組件中觀察到磁滯回線：
鐵氧體組件（電感器，鐵氧體磁珠/鉗位器，變壓器）
晶閘管
由獨特材料制成的二極管
陶瓷壓電換能器
物理吸附和化學吸附薄膜傳感器
類似地，以下電路和系統中可能會出現磁滯回線，即使它們可能不包含表現出磁滯的組件也是如此：
比較器和其他具有正反饋的電路
基于變容二極管的倍頻器
PID控制器和其他控制系統
恒電位儀進行循環伏安法測量
遲滯對于電路功能（例如在比較器中）可能是理想的效果。在比較器電路中，磁滯具有抗噪聲能力，正反饋可與磁滯一起使用，以從噪聲信號中產生干凈的方波。在其他電路中，例如諧振LLC轉換器，磁滯會限制初級側電橋級和次級側輸出級之間的功率傳輸。為了確定滯后是有益還是有問題，您需要將仿真與正確的組件模型一起使用。
帶有滯環的建筑仿真
如果您要處理具有滯后作用的特殊組件，新材料或獨特的電路拓撲，則需要為系統開發SPICE模型以模擬滯后作用。自從SPICE模擬器首次開發以來，該電子設計領域一直是當前的研究主題。
如果需要模擬典型模擬電路中的磁滯效應，則需要針對具有磁滯的特定組件的SPICE模型。在SPICE模型中定義磁滯需要根據上升和下降交叉點定義輸出信號電平。隨著輸入信號的循環，該值將產生不同的輸出特性。換句話說，輸出信號電平定義為輸入的分段函數。
瞬態分析的示例結果可用于構建磁滯回線。下面的窗口顯示了輸入1 V CMOS Schmitt觸發緩沖器的三角波和9個輸入波周期的9條疊加輸出曲線。
瞬態分析結果中顯示了磁滯。
即使輸入端沒有噪聲，輸出波形也會發生很大變化。通過在單個周期內繪制輸出曲線與輸入波形的關系，可以構建如下所示的磁滯回線。
從瞬態分析結果構建的磁滯回線，例如一個反向施密特觸發器電路。