階躍響應與單位階躍特性

發(fā)布時間:2024-04-15
階躍響應 電路在階躍電源作用下的零狀態(tài)響應。
單位階躍特性 線性電路的階躍響應與階躍電源的幅值之比,以表示。
設圖(a)所示電路中,僅由引起的響應即為階躍響應。相應的單位階躍特性為
表明,單位階躍特性在量值上等于單位階躍電源引起的零狀態(tài)響應。
求解響應
電路的kvl方程為
其中,,,代入上式得到
一階常系數(shù)線性非齊次微分方程
初始值
單位階躍特性的方程和初始條件
初始值
通解由任一特解和對應的齊次方程通解組成,即
(1) 求特解
當時達到穩(wěn)態(tài)。這時,相當于直流電壓源,電容電壓的穩(wěn)態(tài)值,相應的。即
(2) 求對應的齊次方程通解
齊次方程為
其通解為
(3) 求非齊次微分方程的通解
(4) 確定積分常數(shù)
根據初始條件得 ;
將代入非齊次微分方程的通解得單位階躍特性:
引用單位階躍函數(shù),可將單位階躍特性改寫成在定義域內的函數(shù)
單位階躍特性反映線性電路的性質,若已知某電路的,便可求出該電路的任意激勵的響應。對的響應電壓和電流分別為

和的波形如圖 (b)和(c)所示。
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