• 上升時間

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    上升時間

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    電子學中,當描述電壓或電流的階梯函數時,上升時間是指信號從指定的低值變為指定的高值的時間。這些值可以表示為比率,或者相當于表示為相對于一個給定參考值的百分比。在模擬電子學和數字電子學中,這些百分比通常是輸出階梯高度的10%和90%(或相當于0.1和0.9):然而,其他數值也常用。對于控制理論中的應用,根據Levine(1996,第158頁),上升時間被定義為響應從最終值的x%上升到y%所需的時間,對于欠阻尼二階系統,上升時間通常為0%到xxx,臨界阻尼為5%到95%,過阻尼則為10%到90%。根據Orwiler (1969, p. 22),術語上升時間適用于正或負的階躍響應,即使顯示的負偏移被普遍稱為下降時間。

    概述

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    上升時間是一個在高速電子學中具有根本重要性的模擬參數,因為它是衡量一個電路對快速輸入信號的反應能力。已經有很多人在努力減少電路、發電機數據測量和傳輸設備的上升時間。這些減少往往源于對更快的電子器件的研究和減少雜散電路參數(主要是電容和電感)的技術。對于高速電子領域以外的應用,長的(與可達到的技術水平相比)上升時間有時是可取的:例子是調光,較長的上升時間導致泡的壽命延長,或者通過模擬開關數字信號控制模擬信號,較長的上升時間意味著較低的電容饋通,從而降低被控模擬信號線路的耦合噪聲。

    影響上升時間的因素

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    對于一個給定的系統輸出,其上升時間既取決于輸入信號的上升時間,也取決于系統的特性。

    例如,電阻性電路的上升時間值主要是由于雜散電容和電感造成的。由于每個電路不僅有電阻,還有電容和電感,所以在負載上的電壓和/或電流的延遲是明顯的,直到達到穩定狀態。在一個純RC電路中,輸出上升時間(10%至90%)大約等于2.2RC。

    其他定義

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    除了聯邦標準1037C(1997年,第R-22頁)給出的定義和Levine(1996年,第158頁)給出的輕微概括外,其他上升時間的定義偶爾也被使用:這些替代定義不僅在考慮的參考水平上與標準不同。例如,有時會使用與通過階梯函數響應的50%點繪制的切線的截距點在圖形上對應的時間間隔。另一個定義是由Elmore(1948年,第57頁)提出的,使用了統計學和概率論的概念。考慮到階梯響應V(t),他將延遲時間tD重新定義為其一階導數V′(t)的xxx時刻,也就是說。

    上升時間

    最后,他通過使用第二時刻定義了上升時間tr

    上升時間的模型系統 符號 分析所需的所有符號和假設都在此列出。

    按照Levine(1996,p.158, 2011, 9-3 (313)),我們把x%定義為低值百分比,y%定義為相對于要估計上升時間的信號參考值的高值百分比。t1是被分析系統的輸出處于穩態值的x%時的時間,而t2是處于y%時的時間,都以秒計算。根據定義,t r = t 2 - t 1 。{fL是被分析系統的較低截止頻率(-3dB點),以赫茲為單位。
    帶寬定義為B W = f H - f L {f_{H}-f_{L}},由于低截止頻率fL通常比高截止頻率低幾十年。

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    詞條目錄
    1. 上升時間
    2. 概述
    3. 影響上升時間的因素
    4. 其他定義

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