电路第14章 网络函数ppt课件

1、第第14章章 网络函数网络函数14-1 网络函数定义网络函数定义14-2 网络函数的极点和零点网络函数的极点和零点14-3 极点、零点与冲激响应极点、零点与冲激响应14-4 极点、零点与频率响应极点、零点与频率响应14-5 卷积卷积14-1 网络函数定义网络函数定义零零 状状态态e(t)r(t)鼓励鼓励 呼应呼应)()()(SESRLLSH 激励函数激励函数零状态响应零状态响应)()(1)()()(sRsHsEtte ，则则有有时时，当当 电电路路的的单单位位冲冲激激响响应应。就就是是数数因因此此，网网络络函函数数的的原原函函)(th 电流转移函数电流转移函数电压转移函数电压转移函数转移阻抗（

2、导纳）转移阻抗（导纳）驱动点阻抗（导纳）驱动点阻抗（导纳）)()()(SUSUSHSC SCRSC11 11 RSCRC+_+_uSucR1/SC+_+_US(S)UC(S)例例 求图示电路的网络函数求图示电路的网络函数sCsCRsUsUsC11)()( )()()(SUSUSHSC )()()(SUSUSHSC 1)()()()(SUSESRSHC 例例14-1 求图示电路的冲激响应求图示电路的冲激响应h(t)。RCSCGsCsUC1111)( RC+_(t)uctRCeCsHLth111)()( GsC+_1UC(S)1.驱动点函数驱动点函数E(S)I(S)()()(SISESH )()(

3、)(SESISH 驱动点阻抗驱动点阻抗驱动点导纳驱动点导纳2.转移函数转移函数(传递函数传递函数)()()(12SUSISY )()()(12SISUSZ )()()(121SUSUSK )()()(122SISISK U2(S)I2(S)U1(S)I1(S)例例14-2 图示电路为一低通滤波器。知：图示电路为一低通滤波器。知：L1=1.5H，C2=4/3F，L3=0.5H，R=1。求电压转移函数。求电压转移函数H1(s)和驱动点和驱动点导纳函数导纳函数H2(s)。C2 R u2(t)i1(t) L1 L3 u1(t) i2(t)1/sC2 R U2(s)I1(s) sL1 sL3 U1(s)

4、 I2(s)I1(s)I2(s)()(1)()1(122121sUsIsCsIsCsL 0)()1()(122312 sIRsCsLsIsC)()122(3342)(12321sUssssssI )(1221)(1232sUssssI 1221)()()()()(2312121 ssssUsRIsUsUsH)122(3342)()()(232112 ssssssUsIsH网络函数应用网络函数应用1.由网络函数求取任意激励的零状态响应由网络函数求取任意激励的零状态响应)()()(SESRSH )()(R(S)SESH 2.由网络函数确定正弦稳态响应由网络函数确定正弦稳态响应数数得得正正弦弦稳稳态

5、态下下的的网网络络函函中中令令 jSSH )()()()( jEjRjH 响应相量响应相量激励相量激励相量零零 状状态态e(t)r(t)鼓励鼓励 呼应呼应 14-2 14-2 网络函数的极点和零点网络函数的极点和零点 j jS )()()()()()()(110nmPSPSZSZSHSDSNSH 为零点为零点称称时时当当mjZZSHZS 10)(为极点为极点称称时时当当PnPSHPSi 1)(极点用极点用“”表示表示 ，零点用，零点用“。”表示。表示。 。42)(21 ZZSH，的的零零点点为为 j。24 -123231)(3, 21jPPSH 的的极极点点为为例：例：36416122)(23

6、2 SSSSSSH绘出其极、零点图绘出其极、零点图 14-3 14-3 极点分布与冲激响应极点分布与冲激响应)()(SHthL )()(1SHLth 11 niiiPSkL极点位置不同，响极点位置不同，响 应性质不同。应性质不同。tpniiiek 1 j SSHi1)( aSSHi 1)(aSSHi 1)(22)( SSHi22)()( aSSHi22)()( aSSHi)sin()(tethat ateth )()sin()(tethat ateth )()()(tth )sin()(tth 例例14-4 图示电路，根据网络函数图示电路，根据网络函数 的分布情的分布情况分析况分析uc(t)的

7、变化规律。的变化规律。)()()(sUsUsHSC sCsCsLRsUsUsHsC111)()()( )(1111212pspsLCRCsLCs C uc R L us(t) jp1 p2 p2 p1 LCLRLRpCLR1)2(22)122, 1 时，有时，有当当002, 1100)3 jLCjpR ，有，有时，时，当当djLRLCjLRpCLR 22, 1)2(122)2时时，有有当当)1,2(0220LCLRd ，p1p2 14-4 极点零点与频率响应极点零点与频率响应1221)()()(23121 ssssUsUsH)122(3342)()()(232112 ssssssUsIsHR

8、1Lj 3Lj Cj 1 1U 1I 2I 1I 2U1/sC2 R U2(s)I1(s) sL1 sL3 U1(s) I2(s)I1(s)I2(s) 1,5 . 0,3/4,5 . 131RHLFCHL1)(2)(2)(12312 jjjUU123213)(6)(6)(33)(4)(2 UjjjjjI12321)(2)(2)(1 UjjjI3)(6)(6)(33)(4)(223211 jjjjjUI 令网络函数令网络函数H(S)中的复频率中的复频率 S 等于等于j ，分析，分析H(j )随随 变化的情况就可以预见相应的转移函数或驱动点函数变化的情况就可以预见相应的转移函数或驱动点函数在正弦稳

9、态情况下随在正弦稳态情况下随 变化的特性。变化的特性。)()( jjH幅频特性相频特性 njjmiipjzjHjH110)()()( njjmiipjzjHjH110)()()( njjmiipjzjj11)arg()arg()(RC+_+uc_uSSCRSC11 )()()(SUSUSHSC RCSRC11 一个极点一个极点RCp1 RCH10 设设)()(/1)(0 jjHRCjHjH |H(j)| (j )010 .幅频特性相频特性100/1)(PjHRCjHjH 2200)/1(/1)(RCHRCjHjH )()(arg)(RCarctgjHj 称为截止频率称为截止频率RCc1 |H(

10、j)| 10.7071 c 2 j -1/RCM1 1M21 2 (j )-/21/RC-/41 2 RC+_+u2_uS)()()(2SUSUSHS RCSS1 SCRR1 |H(j)| 1/RC10.707RCjjjH/1)( 22)/1()(RCjH )(2/)(RCarctgj 1/sC2 R U2(s)I1(s) sL1 sL3 U1(s) I2(s)I1(s)I2(s)1221)()()(23121 ssssUsUsH)2()21(11)(2)(2)(1)(32231 jjjjjH6232211)2()21(1)( jH)212()(23 arctgj|H(j)| 110.7071

11、4-5 卷积卷积一、卷积定义一、卷积定义 设有两个时间函数设有两个时间函数f1(t)和和f2(t) ，它们在，它们在t0时为零，时为零， f1(t)和和f2(t) 的卷积定义为：的卷积定义为： dftftftft 02121)()()()(二、卷积定理二、卷积定理 设设f1(t) 和和f2(t) 的象函数分别为的象函数分别为F1(s)和和 F2(s) ，有：，有：)()()()(2121sFsFtftfL )()()()(1221tftftftf 另有：另有：三、卷积定理应用三、卷积定理应用 可以应用卷积定理求电路响应。设可以应用卷积定理求电路响应。设E(s)表示外施激励，表示外施激励，H (s)表示网络函数，则响应表示网络函数，则响应R (s)为为:)()()(sHsEsR 则该网络的零状态响应为：则该网络的零状态响应为： dthesRsELtrt)()()()()(01 dhtet)()(0 例例14-7 图示电路，图示电路，R=500k,C= 1F,电流源的电流电流源的电流is(t)=2e- t A 。设电容上无初始电压，求。设电容上无初始电压，求uc(t)。isRuc C解：该电路的冲激响应为：解：该电路的冲激响应为：tRCteeCth26101)( deedeedhtituttt