過沖

過沖(overshoot)就是第一個峰值或谷值超過設定電壓，主要表現為一個尖端脈衝，並且能導致電路元器件的失效。

基本介紹

• 中文名：過沖
• 外文名：overshoot

定義

在尾形克彥的《離散時間控制系統》中，最大過衝量被定義為：“從系統期望回響值計算，回響曲線的最大峰值”。

電子學中

在電子學中，過沖是指，從一個值轉變到另一個值時，任何參數的瞬時值超過它的最終（穩態）值。過沖在放大器的輸出信號中有重要的意義。

當較快的信號沿驅動一段較長的走線，而走線上沒有有效的匹配時，往往會產生過沖。

過沖帶來的問題主要是信號高電平“1”超出接收端器件的輸入最大電壓值，或者信號低電平“0”低於接收端器件的輸入最低電壓值。

對付過沖的一般方法是匹配，或叫端接（termination）。端接可總結為兩種形式：遠端串聯匹配消除二次反射，終端並聯匹配消除一次反射。注意不是每種方式都適用於任何場合。例如50ohm並聯匹配一般不適用與LVTTL/LVCMOS電平邏輯，因為電阻上消耗的功率很大。

減少過沖的另一方法是，減少驅動端的驅動電流。

慣例：過沖發生於瞬時值超過最終值。當瞬時值低於最終值時，也稱為“下沖（undershoot）”。

一般電路設計，多半會使上升時間最小化，同時也將失真限制在可接受範圍內。

過沖表現為信號的失真。

在電路設計中，最小化過沖與減小上升時間的目標會發生衝突。

過沖的大小依賴於經歷阻尼現象的時間。

過沖通常伴有安定時間，即輸出到達穩態的時長。

信號處理中

信號處理中的過沖是指一濾波器輸出的最大值比輸入的最大值大，特別是針對階躍回響，而且經常會伴隨振鈴效應。

像是用Sinc濾波器（例如用矩形低通濾波器）就會出現過沖的情形，其階躍回響為正弦積分。

其過沖及下沖可以用這個方式來說明：一般變換的核函式會經過正規化，使其積分為一，因此將常數函式變換會得到原常數函式，不會有額外的增益。在某一點的卷積是輸入信號的線性組合，再以核函式的值為其（加權）係數。若核函式沒有負值（例如高斯函式），則濾波後信號的數值會是輸入信號的凸組合（核函式積分為一，而且數值非負），因此會在最大值和最小值之間，此值不會有過沖也不會有下沖。不過若核函式有負值（例如Sinc函式），濾波後信號的數值會是輸入信號的仿射組合，輸出數值就可能在輸入信號的最大值及最小值以外，因此會有過沖及下沖的情形。

一般來說過沖是不好的，尤其是會造成削波的情形下，不過有時若要銳化影像，會需要過沖，因為會增加銳度。

相關概念

與過沖非常相關的是振鈴，它緊隨過沖發生，信號會跌落到低於穩態值，然後可能會反彈到高於穩態，這個過程可能持續一段時間，直到穩定接近於穩態。振鈴持續的時間也叫做安定時間。

在社會生態學中，有類似的過沖的概念，是指人口數超過系統的承受容量。

保護措施

對於上升沿是指最高電壓而對於下降沿是指最低電壓。過分的過沖能夠引起保護二極體工作，導致過早地失效。

保護措施：當檢測到有過沖現象時，可增加TVS管限制它的峰值，從而達到保護電路的作用。