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          電路設計中拉普拉斯變換的應用

          作者: 時間:2016-12-05 來源:網絡 收藏
          拉普拉斯變換是工程數(shù)學中常用的一種積分變換,又名拉氏變換。拉氏變換是一個線性變換,可將一個有引數(shù)實數(shù)t(t≥ 0)的函數(shù)轉換為一個引數(shù)為復數(shù)s的函數(shù)。拉氏變換英文名為Laplace Transform,為法國著名數(shù)學家拉普拉斯(Laplace,Pierre-Simon,marquisde)創(chuàng)立。主要運用于現(xiàn)代控制領域,和傅氏變換并稱為控制理論中的兩大變換。

          拉氏變換里的S是復變函數(shù)里最為基礎的一個符號,數(shù)學題做了這么多,考分也不低,但如果在多年的電路設計中用不上的話,豈不是對不起寶貴的青春了。

          本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/201612/326202.htm

          要用好拉氏變換,先了解S的物理含義和其用途。信號分析時域分析、頻域分析兩種,時域是指時間變化時,信號的幅值和相位隨時間變化的關系;頻域則是指頻率變化時,信號的幅值和相位隨時間變化的關系;而S則是連接時域與頻域分析的一座橋梁。

          在電路中,用到的阻性用R表示;用到的感性特性和容性特性,分別用SL和1/SC表示,然后將其看成一個純粹的電阻,只不過其阻值為SL(電感)和1/SC(電容);

          其他特性(如開關特性)則均可通過畫出等效電路的方式,將一個復雜的特性分解成一系列阻性、感性、容性相結合的方式。并將其中的感性和容性分別用SL和1/SC表示。

          然后,就可以用初中學過的電阻串、并聯(lián)阻抗計算的方式來進行分壓、分流的計算,這當然很簡單了。計算完后,最后一定會成一個如下四種之一的函數(shù):

          Vo=Vi(s)--------------------(1)

          Io=Vi(s)--------------------(2)

          Vo=Ii(s)--------------------(3)

          Io=Ii(s) --------------------(4)

          下一步,如果是做時域分析,則將S=d/dt代入上述1-4其中之一的式子中,隨后做微分方程的求解,則可求出其增益對時間的變化式 G(t);

          而如果做的是頻域分析,則將S=jw代入上述1-4其中之一的式子中,隨后做復變函數(shù)方程的求解,則可求出其增益對時間的變化式 G(w)、和相位對頻率的變化式 θ(w);

          至于求出來時域和頻域的特性之后,您再想把數(shù)據用于什么用途,那就不是我能關心得了的了。

          下面舉一簡單例子說明。



          關鍵詞: 電路設計拉普拉

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