電氣學資料

2010年3月30日 星期二

電路九章 9.6


阶跃函数和一阶电路的阶跃响应

9.6.1 阶跃函数

单位阶跃函数

函数在t=0 处出现一个台阶形跃变,且台阶的高度为1个单位,故称它为单位阶跃函数。

阶跃函数

阶跃函数用kε(t) 来表示,其中k为常数。

image

如果电压源uS在t=0 时接入,其表达式为:image

如果电流源iS 在t = 0 时接入,其表达式为:image

如果电源激励都是直流时,uS或iS都是常数,uSε(t)或 iSε(t)就是阶跃函数。

延迟单位阶跃函数

延迟单位阶跃函数用ε(t-t0)来表示。

image

函数在t=t0 处出现一个台阶形跃变,且台阶的高度为1 个单位,它比单位阶跃函数的出现时间延迟了t0,故称它为延迟单位阶跃函数。

单位阶跃函数和延迟单位阶跃函数的作用
  1. 延迟单位阶跃函数乘以某已知函数的作用,是在任意时刻“起始”某一个函数。image

  2. 用某已知函数与该函数的延迟函数相加,也可以改变已知 函数的波形。image

  3. 用单位阶跃函数与延迟单位阶跃函数相减,可以组成某些特殊的波形image

9.6.2 一阶电路的阶跃响应

三要素法:

uC(0+)=u C(0-)=0V,uC(∞)=1V,τ= RC。

电容电压为: image

电容电压响应表达式的后面乘以ε(t),其作用是确定响应的“起始”时间为0+。如果要计算电源为任意值k的阶跃响应,只要在单位阶跃响应前面乘以k就行了

延迟单位阶跃响应:

电源电压的表达式为ε(t-t0) V。其响应的表达式将单位阶跃响应中的t 改变为t-t0就可以了。 image

电容电压响应表达式的后面乘以ε(t -t0 ),其作用是确定响应的“起始”时间为t0+。如果要计算电源为任意值k的阶跃响应,只要在延迟单位阶跃响应前面乘以k就行了。

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