线性电路动态过程复频域分析.ppt

10.2 s域电路定律与电路模型 10.3 利用拉普拉斯变换分析 线性电路的动态过程 10.4 网络函数与电路的动态过程 网络函数的种类 在极点处， |H(s)| →∞ 在零点处， |H(s)| →0 5.零极点与冲激响应 零极点与冲激响应 例题分析 4.零极点与频率响应 （3）用作图法分析电路的频特性 幅频和相频特性曲线 幅频和相频特性曲线 本章小结 1.基本要求 熟记常用的函数的象函数 KCL、KVL的复频率的形式和元件的运算模型； 运用运算法分析、计算线性电路的动态过程； 掌握网络函数的定义及其性质； 掌握网络函数的零极点与冲激响应的关系； 了解频率响应与零极点的关系。 3.问题讨论 在给定激励下，通过网络函数是否能确定电路的全响应？ 网络函数在S左半平面有共轭极点时，其冲激响应为衰减振荡型，若极点远离坐标轴方向变化，其冲激响应如何变化？ 运用运算法计算电路动态过程的主要优点是什么？（与时域分析比较） 电路在S域的模型中，只计算uc(0-)、iL(0-)，为什么不提uc(0+)、iL(0+)？ S域模型建立是在 t≥0时呢？，还是t0、t0都建立呢？ 4.例题分析 例3 图示电路，开关闭合前电路稳定，且uc2(0-)=0，t =0时开关闭合，求t≥ 0时uc2(t)。 例5 图示电路中，原无储能，t=0时，合上开关，用拉氏变换法求电流。 第十章结束 例10-20 根据零极点的分布，绘出以uc为输出的频率响应Uc/Us~ω的特性曲线。 (3)极点为一对虚数，位于虚轴时，网络函数的表达 式为 结论：极点位于不同位置，对应的冲激响应的性质 不同。 对应的冲激响应的函数式有如下关系 极点为一对虚数，位于虚轴时，对应的冲激响应是等幅的正弦函数，离实轴越远振荡频率越快，否则振荡慢，在原点为阶跃函数。 0 σ jω p1 p1 * p1 p1 p1 p1 * p1 t h 0 t h 0 t h 0 t h1 0 p1 p1 * t h 0 t h 0 p1 t h 0 p1 p1 * t h1 0 极点在复平面上的位置与冲激响应的对应关系 网络函数的极点在复平面上的位置可确定电路的单位冲激响应、零输入响应、暂态响应（固有分量）的形式。 电路任意激励下响应为 小结 R(s)=H(s). E(s) 任意激励下响应的象函数为 r(t)= ?-1 [R(s)] 激励E(s)决定了稳态响应（强制分量） e(t) N + - + - y(t) 解 方法一：全响应可以表示为零输入响应和零状态响应的叠加 由已知的单位阶跃响应及齐性定理可以求出 例10-14 如图示线性定常网络N ，已知单位阶跃响 应为 V，求 V， y’(0)=5V/s，且 y(0)=3 V时的全响应。 时的零状态响应为 单位冲激响应 相应的网络函数为 其极点分别为-2和-3，因此零输入响应必为e-2t、e-3t 的函数，设为 ， 则全响应为 代入初始条件，确定常数K1=8，K2=-5 全响应为 方法二：全响应分解为稳态响应与暂态响应之和 6ε(t)作用的全响应和ε(t)作用的零状态响应具有相同的形式，设 由于稳态解与初始条件无关，故 6ε(t)作用时的稳态响应是ε(t)作用时稳态响应的6倍 z(∞)= 6y(∞)=6×5/6 V=6 V 有 代入初始条件，确定常数K1=-1，K2=-1 全响应为 （1）引例 R C Us(t) uC 设输入为 输出为uC uC(0)=0 H(jω) 揭示了网络频率响应与网络函数的零、极点的密切关系。 将网络函数H(s)的变量用jω表示，即H(jω)，可以分析电路稳态的频率响应。 推广到一般网络 相频特性 幅频特性 （2）幅频特性和相频特性 R C Us(t) uC = 幅频函数 θ= -artgωRC 相频函数 幅频函数 θ= - artgωRC 相频函数 当ω=0时，|H(jω)|=1, θ= 0 当ω=1/RC时，|H(jω)|= =0.707 , θ= -450 σ jω 0 × 1/RC ω1 M1 ω4 M4 ω2 M2 ω3 M3 ω 0 |H(jω)| ω1 1/RC ω3 ω4 0.707 ω 0 θ -π/2 ….. ω1 1/RC ω3 ω=1/RC=ωc，称为低通滤波器的截止频率 ω=1/RC时,θ=-45