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網絡函數 動態電路激勵作用下下,響應(輸出)相量與激勵(輸入)相量之比,稱為網絡函數(network functions),記為H。 在拉普拉斯變換下,將任意激勵表示為E(S),響應表示為D(S),則H(S)=D(S)/E(S)。 在頻率為ω的單一正弦激勵下,正弦穩態響應(輸出)相量為E(jω),激勵(輸入)相量為D(jω),則H(jω)=E(jω)/D(jω)。 中文名 網絡函數外文名network functions定 義表示線性電網絡的激勵與響應關係涉及課程電路原理
定義
表示線性電網絡的激勵與響應關係的一種函數。在內部不含獨立電源的電路的某一端口施加一個激勵e(t),在該激勵的作用下,電路中某零狀態響應r(t)經過拉普拉斯變換後的象函數R(s)與激勵的象函數E(s)之比即稱為網絡函數 [1] 。 數學表達式為:H(s)=R(s)/E(s).表示線性電網絡的激勵與響應關係的一種函數。網絡中的激勵、響應可以是電壓或電流,於是網絡函數有4種類型:①激勵與響應均為電壓(流)時,網絡函數是轉移電壓(流)比。②激勵是電壓、響應是電流時,網絡函數稱為轉移導納。③激勵是電流、響應是電壓時,網絡函數稱為轉移阻抗。④激勵電壓(流)和響應電流(壓)同在一個端口時,網絡函數稱為驅動點導納(阻抗),又稱驅動點函數。對網絡函數性質的研究是電網絡理論中有重要意義的課題。網絡綜合(研究滿足給定響應特性的網絡設計方法)的理論便是在這一研究的基礎上建立起來的。 若輸入和輸出屬於同一端口,稱為驅動點函數,或策動點函數。若輸入和輸出屬於不同端口時,稱為轉移函數。 [2]
計算方法
網絡函數的計算方法 正弦穩態電路的網絡函數是以ω為變量的兩個多項式之比,它取決於網絡的結構和參數,與輸入的量值無關。 在已知網絡相量模型的條件下,計算網絡函數的基本方法是外加電源法:在輸入端外加一個電壓源或電流源,用正弦穩態分析的任一種方法求輸出相量的表達式,然後將輸出相量與輸入相量相比,求得相應的網絡函數。對於二端元件組成的阻抗串並聯網絡,也可用阻抗串並聯公式計算驅動點阻抗和導納,用分壓、分流公式計算轉移函數。 [3]
網絡函數與頻率特性之間的關係
從H(jk)本身的物理概念、物理意義出發 網絡函數H(s)是當激勵e(t)是單位衝激函數時零狀態響應H(t)的象函數,是衝激響應h(t)經過拉普拉斯變換後得到的變化式。當s=jk時相當於時相當於拉普拉斯變化式中的復變量中e=0,也就是收斂因子為1,那麼當原時域函數h(t)乘以大小為1的收斂因子時,相當於沒有乘收斂因子一樣,此時的拉氏變換實際上為傅氏變換。可見H(jk)是原時域函數h(t)的傅氏變換。根據傅氏變換的物理意義可知,H(jk)是h(t)的頻譜函數,因而其模|H(jk)|稱為幅頻特性、其幅角稱為相頻特性[1] [4] 。
從頻域中激勵與響應之間的關係看在頻域,H(jk)是激勵1(k)的響應。單位衝激函數的傅里葉變換為1(k),表明W(t)中含有無窮豐富的頻率成分,且各種頻率成分的相對大小均相同,W(t)的頻率也因此稱為白色頻譜,它是研究頻率特性的非常理想的激勵。輸入相對大小均為1的各種頻率的信號,那麼輸出的響應中看看哪些頻率的信號受到抑制而減小,哪些頻率的信號可以通過或者放大,各種頻率的信號的相移為多少,這樣,就能說明H(jk)的模與k的關係反映了一個電路系統的幅頻特性、其幅角與k的關係反映了一個電路系統的相頻特性了 [5] 。 從時域中激勵與響應之間的關係看當輸入一個頻率為k振幅為1的正弦激勵,輸出的穩態分量與輸入量是同頻率的,只是輸出穩態分量的振幅在輸入量的振幅的基礎上有一個大小為H(jk)的模的增益,相角有一個θ(k)的相移,由此可見:對於不同頻率k的激勵,對應有不同的|H(jk)|和θ(k),輸出的大小、相移也不相同,這就表明H(jk)反映了電路系統的頻率特性 [6] 。 以上三個方面的論述實際上是統一的。時域的單位衝激激勵W(t)由無窮多個幅值相同的不同頻率的無窮小信號合成,h(t)由無窮多個幅值不同的對應頻率的無窮小信號合成,即上述第二點。而W(t)和h(t)的頻譜分別為l(k)和H(jk),正說明各個不同頻率的無窮小信號通過系統後引起了大小的變化|H(jk)|和相位的變化θ(k),總變化為H(jk),此即上述第三點,這樣也就印證了網絡函數H(s)在當s=jk就是頻譜函數,即第一點 [7] 。
電力通論
▪ 電 ▪ 電荷 ▪ 靜電學 ▪ 電子 ▪ 離子 ▪ 空穴 ▪ 自由電荷 ▪ 束縛電荷 ▪ 空間電荷 ▪ 載流子 ▪ 電中性 ▪ 線電荷密度 ▪ 面電荷密度 ▪ 體電荷密度 ▪ 電場 ▪ 電場強度 ▪ 靜電場 ▪ 靜電感應 ▪ 均勻電場 ▪ 交變電場 ▪ 電通密度 ▪ 電通[量] ▪ 力線 ▪ 電位 ▪ 電位差 ▪ 等位線 ▪ 等位面 ▪ 地電位 ▪ 電壓 ▪ 等位體 ▪ 電壓降 ▪ 電動勢 ▪ 反電動勢 ▪ 電介質 ▪ [介]電常數 ▪ [絕對]電容率 ▪ 相對電容率 ▪ 電極化 ▪ 電極化強度 ▪ 剩餘電極化強度 ▪ 電極化率 ▪ 電極化曲線 ▪ 電偶極子 ▪ 基本電偶極子 ▪ 電偶極矩 ▪ 電滯 ▪ 電滯回線 ▪ 電致伸縮 ▪ 電流 ▪ 傳導電流 ▪ 運流電流 ▪ 離子電流 ▪ 位移電流 ▪ 全電流 ▪ 極化電流 ▪ 庫侖定律 ▪ 高斯定理 ▪ 磁學 ▪ 磁場 ▪ 磁場強度 其他科技名詞
參考資料
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- ↑ | 中國知網.2003,引用日期2016-11-20
- ↑ [胡翔駿.電路分析.北京:高等教育出版社,2007年:439-441]
- ↑ [胡翔駿.電路分析.北京:高等教育出版社,2007年:439-441]
- ↑ | .中國知網.2003,引用日期2016-11-20
- ↑ | 中國知網.2003,引用日期2016-11-20
- ↑ | 中國知網.2003,引用日期2016-11-20
- ↑ | 中國知網.2003,引用日期2016-11-20