理论教育 典型输入信号的拉氏变换分析

典型输入信号的拉氏变换分析

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:现说明一些基本时域信号拉氏变换的求取。因此在求它的拉氏变换时,拉氏变换的积分下限也应该是0-。表2-1常见函数的拉普拉斯变换表

典型输入信号的拉氏变换分析

系统分析中常用的时域信号有阶跃信号、斜坡信号、指数信号、脉冲信号、正弦信号等。现说明一些基本时域信号拉氏变换的求取。

1.单位阶跃信号

单位阶跃信号数学表达式为f(t)=,又经常写为f(t)=1(t)=ε(t),由拉氏变换的定义式,求得单位阶跃信号的拉氏变换为

因为,阶跃信号的导数在t=0处有脉冲函数存在,所以单位阶跃信号的拉氏变换其积分下限规定为0

2.单位斜坡信号

单位斜坡信号数学表达式为f(t)=,为了表示信号的起始时刻,有时也经常写为f(t)=t×1(t),为了得到单位斜坡信号的拉氏变换,利用分部积分公式

3.指数信号

指数信号数学表达式为f(t)=eαt,t≥0,拉氏变换为

4.单位脉冲信号

理想单位脉冲信号的数学表达式为δ(t)=,且(t)dt=1,所以

由单位脉冲函数δ(t)的定义可知,其面积积分的上下限是从0到0的。因此在求它的拉氏变换时,拉氏变换的积分下限也应该是0。这也是拉氏变换定义式中的积分下限定为0的原因,是为了不丢掉信号中位于t=0处可能存在的脉冲函数。(www.daowen.com)

5.正弦/余弦信号

正弦/余弦信号的拉氏变换可以利用指数信号的拉氏变换求得。由指数函数的拉氏变换,可以直接写出复指数函数的拉氏变换为

因为

由欧拉公式

ejωt=cosωt+jsinωt

(2-55)

运用拉氏变换的线性性质,正弦信号的拉氏变换为

同时,余弦信号的拉氏变换为

常见时间域信号的拉氏变换可以参见表2-1。

表2-1 常见函数的拉普拉斯变换表

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