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          頻率響應(yīng)法--頻率特性

          作者: 時(shí)間:2012-03-17 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
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          (5-9)

          如上所述, 可改寫(xiě)為>

          (5-10)
          式中,,

          。

          稱(chēng)為電路的。顯然,它由該電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)決定,與輸入信號(hào)的幅值和相位無(wú)關(guān)。 的幅值,它表示在穩(wěn)態(tài)時(shí),電路的輸出與輸入的幅值之比。 的相角,它表示在穩(wěn)態(tài)時(shí),輸出信號(hào)與輸入信號(hào)的相位差。由于 都是輸入信號(hào)頻率ω的函數(shù),故它們分別被稱(chēng)為電路的幅頻特性和相頻特性。

          綜上所述,式(5—10)所示的物理意義是:當(dāng)一頻率為ω的正弦信號(hào)加到電路的輸入端后,在穩(wěn)態(tài)時(shí),電路的輸出與輸入之比;或者說(shuō),電路的輸出與輸入的幅值之比和相位之差。

          根據(jù)式(5—9),R-C電路的穩(wěn)態(tài)輸出為

          (5-11)

          由上式可知,當(dāng) 時(shí),輸出與輸入的電壓不僅幅值相等,而且相位也完全一致。隨著ω的不斷增大,輸出電壓的幅值將不斷地衰減,相位也不斷地滯后。圖5—4示出了該電路的幅頻和相頻特性。

          同樣,對(duì)于一般的線性定常系統(tǒng),設(shè)輸入為一頻率為ω的正弦信號(hào),在穩(wěn)態(tài)時(shí),系統(tǒng)的輸出具有和輸入同頻率的正弦函數(shù),但其幅值和相位一般均不同于輸入量,且隨著輸入信號(hào)頻率的變化而變化。

          設(shè)線性系統(tǒng)的傳遞函數(shù)具有式(5-2)的形式,已知輸入信號(hào) ,其拉氏變換 ,A為常量,則系統(tǒng)的輸出為

          (5-12)

          式中, 的極點(diǎn)。對(duì)于穩(wěn)定系統(tǒng),這些極點(diǎn)都位于s的左平面,即它們的實(shí)部 均為負(fù)值。為簡(jiǎn)單起見(jiàn),令 的極點(diǎn)均為相異的實(shí)數(shù)極點(diǎn),則式(5—12)改寫(xiě)為

          (5-13)

          其中 、(i=1,2,…,n),均為待定系數(shù)。對(duì)上式取拉氏反變換,求得

          (5-14)

          當(dāng) 時(shí),系統(tǒng)響應(yīng)的瞬態(tài)分量 趨向零,其穩(wěn)態(tài)分量為

          (5-15)

          其中 、和 由下列兩式確定

          (5-16)
          (5-17)

          由于是一個(gè)復(fù)數(shù)向量,因而可表示為



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