如果在电路模型中引入负电容和负电感,则这个电路是稳定的吗它是因果系统吗

负电容和负电感属于non foster元件,自然界中当然没有。可以用有源电路搭,但是其构型本身就已经和振荡器差不多了。就算是理想的non foster元件,其本身也会导致系统稳定性问题。研究者期望non foster元件能够用在电小尺寸天线的宽带匹配和拓宽超材料的带宽,但是。。。。好像依旧没有太多成果至于“负电容就是电感,负电感就是电容”的说法,只能说太关注于点频了
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表示我是设计IC的,经常处理放大器的闭环稳定性的问题这个问题我之前也想过,起因是电路里面放大器设计里面有一个很经典的稳定性补偿的方法叫Miller Compensation,把一个小电容Cm跨接在一个电压增益为(-A)的放大器上,如果A足够大,其等效电路是在放大器输入端接一个(A*Cm)对地电容,在输出端接一个(Cm)对地电容问题来了,Miller Compensation要求这个放大器必须是反相的。如果这个放大器是正相的,我们假设这个放大器的电压增益为(A\u0026#39;),那A\u0026#39; 等效于上面的 -A,于是得到:把一个小电容Cm跨接在一个电压增益为(+A\u0026#39;)的放大器上,如果A\u0026#39;足够大,其等效电路是在放大器输入端接一个(-A\u0026#39; * Cm)对地电容,在输出端接一个(Cm)对地电容所以从电路理论上来看,一个“负的电容”出现了。那接下来就会发生有趣的事情。电路中的极点大概都可以表示为 -1/(R*C) 负号表示是左半平面(LHP pole),一个系统要稳定,所有极点都必须在左半平面然而,现在有一个负的电容存在,在这个点的电容值就是负的,于是原来的LHP pole便到了RHP去。任何RHP的极点一定导致系统不稳定。从transfer function看,一个系统有一个LHP pole,其传递函数是如果在电路模型中引入负电容和负电感,则这个电路是稳定的吗它是因果系统吗
作拉氏反变换,其对应时域信号是如果在电路模型中引入负电容和负电感,则这个电路是稳定的吗它是因果系统吗
没问题对不对然而如果有一个RHP pole,其传递函数是如果在电路模型中引入负电容和负电感,则这个电路是稳定的吗它是因果系统吗
作拉氏反变换,其对应时域信号是如果在电路模型中引入负电容和负电感,则这个电路是稳定的吗它是因果系统吗
然后它就发散了对不对,这样的系统在现实中是震荡的,我也拿了一个最简单的两级放大器仿了一下,transient确实是震荡的,肯定不稳定。陈小峰
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引入假想元件,而后在电路综合的过程中将此元件吸收归并到物理可实现的元件。这个在微波滤波器设计领域中是一种基本的研究方法。此时,所有元件都是物理可实现的,因果性可以保证,稳定性得看设计了。以综合带通滤波器为例:引入负电容、负电感,该元件可以被阻纳变换器所吸收;如果在电路模型中引入负电容和负电感,则这个电路是稳定的吗它是因果系统吗

引入长度为负的传输线,该元件可以被阻纳变换器所吸收;引入不随频率变化的电抗,该元件可以被LC串联或并联谐振器所吸收。 【如果在电路模型中引入负电容和负电感,则这个电路是稳定的吗它是因果系统吗】 如果在电路模型中引入负电容和负电感,则这个电路是稳定的吗它是因果系统吗

(交指型滤波器实物图片来自http://www.changpuak.ch/,未获授权……)
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首先,causal/non causal system 与负阻抗无关。所谓causality 是指输出只取决于当前以及以前的输入,而与未来的输入无关。例如 Y(n)=aX(n)+b X(n-1). 而non-causal system 会出现当前输出与未来输入相关。如果输出只取决于未来输入,就成为anti-causal system. Causality 一般用于判断一个控制器/滤波器是否是可实现的。如果是non-causal system 显然设计本身是不可行的.


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