对于一个稳定的线性时不变零状态电路,当其激励是角频率为ω的正弦信号时,其网络函数为
由式(12-77)可知,若一个电路的网络函数的零、极点已知,则利用该式可以计算出该电路的频率响应,同时也可以通过零、极点标示在s平面上用作图法定性地描绘出频率响应曲线。由此可见频率响应取决于网络函数的零、极点在s平面上的位置分布,而与比例因子H0无关。
总之,网络函数是一个重要的概念,从它的零、极点在s平面上的分布情况,可以预见电路时域响应的性质和频率特性;而且在给定激励下,通过网络函数,能确定网络的零状态响应和正弦稳态响应。对于稳态电路,可令s=jω,而由H(s)找到H(jω),便可以对电路进行频域分析。若给定正弦激励,则可求电路的正弦稳态响应;利用叠加原理还可以求非正弦周期信号作用下的稳态响应。
图12-20 例12-26图
例12-26 某电路的H(s)的零、极点分布如图12-20所示,且已知,0°<argH(jω)<90°。试求(1);(2)当输入u1(t)=(1+sin4t)V时稳态响应u2(t)。
解 (1)由零、极点分成图可写出
由于,因此,有
即
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(2)由于H(s)的极点均在s平面的左半开平面,所以电路是稳定的。即可用s=jω代入H(s)计算式中得到频域网络函数H(jω),即
由于输入电压是非正弦信号,所以可用叠加原理来求响应。
若直流分量单独作用,即u1(0)=1V,ω=0,则有H(j0)=0,它所产生的响应为
所以,有u2(0)(t)=0
若正弦分量单独作用,即u1(1)=sin4tV,ω=4,则有
响应
得
u2(1)(t)=8.77sin(4t-37.87°)V
所以对输入u1(t)的稳态响应u2(t)为
u2(t)=u2(0)(t)+u2(1)(t)=8.77sin(4t-37.87°)V
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