“共振”这个词的意思是

您是否曾经说过“共振”这个词，但因为谈论的是电力或机械而无法进行对话？ 就我们而言，我们发布了一款名为Z-Move的连接器，它具有出色的抗机械振动性能，当 80% 到 90% 的人想到共振时，他们就会想到机械共振。当谈论电共振时，除非你确定，否则有些人会感到困惑。根据您当时从事的工作或专业领域，同一个词可能会让人想起不同的事情。或者还有共鸣这个词，但是它和共鸣有什么区别呢？我应该如何正确使用它们？共鸣是一个你经常听到的词，但它却出奇的复杂。

例如，“破坏”一词不仅用于物理破坏事物，还用于“价格破坏”，“破坏系统”，“破坏常识”等现象和条件，但感觉如此复杂没有人会。顺便说一句，破坏似乎是“由于施加某种力量或影响，其本身的形状，功能，性质等会丢失。还有，引起那个的行为”。

如果你把“共振”放在像“破坏”这样的词的水平上，我认为即使这个词是在不同的情况下出现的，你也可以立即理解而不会感到困惑。这次我想在组织共振的含义时触及个别技术部分。

Resonance:共振还是共振?

一起挥动，一起发声是什么状态?

这是一种熟悉的现象，来自共鸣的故事。在有两把吉他的状态下，弹一把吉他的弦的话，放在旁边的没碰过的那把吉他的同一个弦就会响。此外，在更罕见的情况下，除非你用相当大的声音听音乐，否则它不会发生，但是根据音乐，吉他可能会在未经许可的情况下发出“pon♪”的声音。这是共振，即共振。

熟悉的共振现象

共振图像

然后，我想解释机械和电气之间关于敏感频率=发生这些现象的固有频率的区别。

固有频率机械振动由质量、刚度、重心等决定。

刚度和质量=声音高度的影响

一切或部分可能更好，但它具有独特的频率，易于振动。粗略地说，是由那个振动区间的质量和刚性决定的。

刚性越高，频率越高。绷紧的琴弦比松散拉伸的琴弦发出更高的声音，如果硬物=玻璃从塑料上击中，它会发出更高的声音。即使在塑料之间，我认为很多人都有一种印象，即硬物体的声音更高。

质量越小，频率越高。

相同材质的质量，也就是大小不同的情况下，小玻璃杯比大玻璃杯发出的声音高，木琴和钢筋的板长和音程的差异也是如此。细弦比粗弦的声音高。

固有频率迅速变得复杂

把玻璃杯挂起来的时候和放在桌子上的时候，或者拿在手里的时候，声音的高度不会不同吗?这是因为受周边的影响，振动范围的质量和刚性发生了变化。在更简单的情况下，如果你抑制吉他的弦，音高会发生变化并变高，这是由于振动支点的变化导致支点之间的质量变小。固有频率的决定好像与各种各样的因素有关。

在高中物理所学习的弹簧、钟摆或者乐器的弦等，用比较简单的计算就能求出固有频率。特别是钟摆的振动数，如果是“线没有质量，重量没有大小 (或者重心在线的尖端) 的理想状态，则与质量和物体的刚性无关，振动频率仅由地球的重力=g和线的长度决定，为1/2π×√ (g/l) 。钟摆线的长度越长频率越低，越短频率越高。和吉他的弦一样。

在这里，从钟摆一下子联想到秋千吗?但秋千并不像这样简单。由于与钟摆相对应的线是链，因此质量不容忽视，重心随着高度和高度而变化，如果用手握住链条，支点也会发生变化，更重要的是，骑车者上下运动这将是一个非常复杂的现象。已经不能简单地计算公式化了。顺便说一句，如果其他条件相同且高度低，则定性高的人具有更高的固有频率，并且站立的划船仍然高于坐船。请和钟摆的仪式对比看看。

CAE 振动分析和IRISO提供的“振动分析服务”

为了分析这种复杂的振动现象，有时会通过使用有限元法等的CAE进行振动分析，分析实际的东西在什么时候会发生共振现象，能够承受共振。即使难以通过手工计算逐个验证，例如，通过根据构成安装有部件的基板的每个构件的质量和刚性来分析产品，可以提前预测各种问题。选择连接器也很重要。

在IRISO，我们为考虑我们产品规格的客户提供振动分析服务，并根据最佳产品和分析结果，我们还提出了更改电路板布局的建议。我们还将通过链接向您介绍我们的服务。请看一下这篇文章，其中还解释了一些有关振动可能给连接器带来的问题。

那么，接下来我想把话题转移到电的共振现象。

电共振很复杂吗?

“我看不见电，所以我不知道!”

我听说不是电气工学系的人那样说。作为机械共振基础的振动仍然很容易理解，因为它可以通过观察来理解，通过聆听来感受音高的差异，触摸，感觉在现场，但即使它被称为电共振可能很难想象。当我还是一名学生时，我正在学习电气工程，但有时我会迷路(因为没有认真学习的可能性，在这里闭上眼睛。)。有一种称为“可视化”的东西作为管理生产现场的有效方法。例如，它是为了分享你一眼就看不见的东西，例如生产进度和缺陷的发生情况。虽然这是我在其他与电力相关的专栏中要记住的一点，但我想通过设计尽可能多地看到它来解释它。

交流电、频率和相位

我想在中学的理科学习，电气有直流和交流。(信号中使用的电是被称为直流成分和交流成分的复合体，暂时先放着。)

作为交换等的优点，因为它很容易转换(在相关的着名地方，有一个门徒尼古拉·特斯拉赢得了爱迪生，所以如果你有兴趣请调查)，但由于它导致未来的故事，只有掌握交换行为对于信号传输也很重要的一点放在头部的角落请。

振动和交流都会受到波浪的干扰

首先，干扰是什么?干涉是“两个以上同一种波动在同一点相遇时，重叠在一起相互加强或减弱的现象”。就像摇动的次数被称为周“波”数一样，前项说明的交流电和摇动物体的振动都是波。因此，两个以上的东西重叠的话就会互相加强，互相抵消。

想象一下，在一个坚固的弹簧上，两个具有相同力量的人正试图上下摇晃一个大而重的物体。

两个人配合默契的话，合力会摇晃得很厉害吧。如果两个人适当地摇晃，它只会在偶尔呼吸时大幅移动，然后它只会移动很小，或者相反方向的力相互抵消而不会移动。如果两个人想做完全相反的动作，就会完全互相抵消，连哼哼唧唧的都不会说了。用电也会发生类似的事情。到目前为止，我希望你把它作为一个前提。

让我们继续解释两种称为电共振的现象。

电共振

① 阻抗丢失和无穷大

如果被问到“阻抗是什么?”，回答“电压÷电流”。至于我们公司的阻抗，这是一个问题“(特性) 什么是阻抗?”，但如果你试图尽可能正确地传达事物，那就是这样。在阻抗匹配和阻抗分布等非误导性方面省略了特性/特征，因此许多人认为阻抗=特性阻抗取决于行业，但在阻抗中这是一件事。虽然它也在链接目的地的词汇表中描述，但实际上特性阻抗也是“电压÷电流”。

那些认为“咦?“电压÷电流”不是欧姆定律的 (电) 电阻吗?”的人，这通常是正确的答案。电阻也是阻抗之一。尽管在直流电和交流电中存在电阻，但是当涉及到具有电力运动的交流电时，出现诸如电容 (电容) 和电感的元件/元件 (尽管电容即使在直流电中也被视为存储) 。这里出现了电压和电流相位偏差的概念。阻抗成为具有角度和大小的复数・・・・这有点令人困惑，但我认为如果你认为它不能通过简单的加法累积，那么这里就足够了。让我们简要介绍一下什么是电阻，电容和电感。

首先，它是欧姆定律中熟悉的阻力。

电能在热量交换中损失。电压和电流的相位相同，阻抗是复数形式的实数。单位为Ω，与阻抗相同。关于连接器和传输线中的电阻，请参阅“电阻损耗”和“介电损耗”栏：信号会变成热量并变小吗？”，其中解释得更详细，所以如果您有兴趣，我会很高兴您也可以参考一下。

然后是容量。

所谓的电容器就是具有这种电容功能的部件。它是根据电压存储电能或电压由累积的电量确定的元件，在根据其性质平衡后，直流电不通过，电压变化的突然频率越高，电流越容易通过因为它具有特性，所以有很多方法可以利用它。相位是电流比电压前进π/2。阻抗的复数形式是负的虚数。阻抗的单位是Ω，但它的单位是F (法拉) 作为前一个元件的常数。

最后是第三个，电感。

被称为电感器的部件和线圈是具备这个功能的东西。因为讨厌电流的变化，所以会有违反电压变化的举动，所以越是电压强制变化的高频电流就越难流动。相位是电流比电压慢π/2。阻抗的复数是正的虚数。阻抗的单位是Ω，但前面元件的常数单位是H (亨利) 。

这里，请注意C和L电压的电流相位关系是相反的。

首先，尝试想象一下，如果向L和C施加相同的电压，则“电流波”相互抵消，如果流过相同的电流，则“电压波”相互抵消。电压和电流的相位首先不同的原因是单缓冲响应，例如 C 释放累积的内容或吸收缺失的内容，而 L 试图抑制变化，会导致错位，但这没关系。 ，如果更数学一点的话，在C中它是V=1/C×∫Idt（←这是一个公式，表示累积的电量与电压成正比），在L中它是V==-L×dI/dt （←这是一个导出与电流变化相反的电压的公式。）可以通过简单的微分和积分计算来解释，所以如果您有兴趣，请查找或尝试计算它。
另外，由于它们都是带有负号和正号的虚数阻抗，所以简单的加法是不可能的，但是如果没有电阻，只有L和C，复数计算不会很复杂（实际上，一切都没有那么容易，因为有是零件中的电阻成分...）

另一方面，作为绝对值，C的阻抗随着频率的增加而变小，并且L的阻抗变大。不知怎的，似乎在特定频率下会发生完全取消。

在下面的示例中，C和L阻抗可以平衡的位置完全抵消彼此产生的电压波。

虽然有电流在流动，但电压却是零，所以阻抗除以0都是0。简而言之，就像在特定频率下发生短路一样，它变成了一个电路，电流通过一点点事情流动。

在下一个电路中，C和L的阻抗可以平衡，并且彼此流动的电流波完全被精确抵消。元件部分有电流通过，是自我完结的，电流不会从外部进入的状态。

从外部看到的阻抗是最大值=无穷大，因为即使施加电压，电流也不流动。

在这两种情况下，最小或最大频率发生在频率f=1/ (2π√ (LC) ) (Hz) 。由于实际的部件和电路在不同的地方都有电阻成分，因此它显示出比上述情况稍微温和的特性，但阻抗仍然在精确定位时最小化或最大化。在特定的频率针点处发生电流易于流动或难以流动的现象称为电共振(有些人可能不明白用共振这个词来表达，但实际上我也是)。这些现象作为滤波器应用于仅通过或阻止特定信号的电路。

嗯，还有另一种称为电共振的现象令人困惑。就个人而言，我认为这是一种易于想象的现象，适合命名共振，但我会把故事转移到那里。

② 反射共振

在“‘浮动’和‘高速传输’是否矛盾的要求？”专栏中，我们简要讨论了特性阻抗和反射的影响。下图是该专栏“为什么反射是一个问题？”部分中使用的图的重印。

此时，随着时间的推移反射和重叠的信号被视为“噪声”。

那么，重复的信号灯就那样上来的情况下怎么样呢?

虽然以下是简化的，但是它逐渐变小并且相位逐渐移动的四个波形的总和，以及它逐渐变小但相位与“恰好”相同的情况的总和。我试着把它作为比较图像排列。在左侧，偏离最初波形的东西变小，形成合波。另一方面，在右侧，最初的波形直接变大的东西就是合波。

例如，在第一次提出的“为什么反射是一个问题?”的转移图中，如果波峰和波峰之间的时间是对的，那么转身的时间似乎会相互加强(实际上，反射是反转的负反射，但请将其视为正反射。)。

波长的计算公式如下。

λ = (C/√ε) / f

λ=波长 (m) C=光的速度=3.08×108m/sεs=线路周边的 (等价) 相对介电常数f=频率 (Hz)

在空气中 (严格在真空中)，在50Hz时约为6000 km,在1KHz时约为300 km,在100MHz时约为3m,在1GHz时最终约为30cm,在25GHz时约为12mm。1/2λ是它们的一半。如果周围充满了空气以外的物质，它会更短。如果它是塑料系统，它大约是80%到1/3,具体取决于东西。

顺便说一下，如果反射是“仅一侧”负，则波被反转，因此谐振频率是线路长度对应于1/4λ的频率。

这是任何一侧，如果它只是一侧。如果两端均为负反射，则谐振频率为1/2λ，这与两端均为正反射的频率相同。请作为头部体操来考虑。顺便说一下，如果轨道外部的特性阻抗低于轨道，则发生正反射 (短路的全反射)，并且当它高时，发生负反射 (开放的全反射) 。

反射共振的危害

那么，这是第二个电共振=反射引起的共振，但这种现象会带来什么?

这将是20多年前的一个故事，但对于那些参与以前工作的工程师来说，如果我们为EMI系统的措施输入各种因素，“决定不会因公差而发生共振的电缆长度”有一个人使用自己的Excel电子表格进行计算(当我提出“给我!” Excel时，他说:“这是技术诀窍・・・”)。此外，当更换用于连接设备的电缆时，它突然在EMI测试中失败并且怀疑屏蔽故障时，实际上发现由于线材的介电常数的差异，主频率的谐振长度正好是后来的我也听说过这个案例。这两种情况是以几米或厘米为单位发生的问题。

另一方面，正如我在《‘浮动’和‘高速传输’是否矛盾的要求？”专栏中所写的那样，电话通信时代的“公里”单位所发生的事情，现在随着通信速度的提高而发生变化。进入“Mbps”时，它以“m”为单位，但现在进入“Gbps”时代，则以“mm”为单位。如今，随着信号速度越来越快，如果我们还要担心“毫米”这个单位，那么如果我们回避一切的共振长度，我们最终将无法使用任何东西。因此，线路与元件之间的连接以及元件内部的特性阻抗的匹配极为重要。此外，屏蔽措施和安装处理也很重要。 （该领域在网站“什么是连接器？”下的“提高连接器可靠性的选项”部分中进行了简要介绍。）

通过这种方式，由于第二电共振现象，我们连接器制造商最近要解决的问题正在迅速增加。

总结

这次我们从在多种情况下使用的共振/共振的单词和情况引起的混乱开始，并解释了两种类型的机械和电气。

对于我们的连接器制造商来说，机械和电气产品每天都会带来需要解决的问题，作为对策和对策。不只是缺点，还要考虑到有效的活用的主题，好好地了解，好好地思考，如果能不断地生产出对大家有用的产品就好了，每天都在不断地钻研!