本來這期應該講Buck的尖峰的,不過遇到些問題,所以就往后拖一拖吧,這次來個簡單點兒的。
來看看傳遞函數,也就是我們經常看到的H(s)。
傳遞函數是怎么定義的呢?
百科是這么定義的:
【傳遞函數是指零初始條件下線性系統響應(即輸出)量的拉普拉斯變換(或z變換)與激勵(即輸入)量的拉普拉斯變換之比。記作G(s)=Y(s)/U(s),其中Y(s)、U(s)分別為輸出量和輸入量的拉普拉斯變換】
通俗理解就是,在電路應用中,如果我們把一個電路看作黑匣子,它有輸入端,有輸出端,傳遞函數就是輸出與輸入的比值。
只不過這個比值通常是頻率的函數,同時還包含相位信息。s=jw,w就是頻率,j包含了相位信息。
傳遞函數常會在分析環路穩定性,以及濾波器設計中用到,列出了傳遞函數,剩下的內容其實就是數學的分析了,也就是計算機干的事兒了。
我以前講過LC濾波器的,使用Matlab畫過增益Av曲線,其實也就是傳遞函數。只不過當時沒指出來,道理是一樣的。
如何寫出傳遞函數?
這是一個簡單的電路,它的傳遞函數是怎么樣的呢?
很簡單,運用歐姆定律。如果電路中只有電阻,我們應該都會使用歐姆定律求得輸出的電壓值。
但是這個電路中還有電感和電容,怎么辦呢?
其實我們也可以通過歐姆定律來求得電壓值,電感的阻抗是jwL,電容的阻抗是1/jwC,電阻的阻抗是R。輸出為電容C上面獲得的分壓,所以輸出與輸入的比值為:
現在我們只需要將自變量改改,令s=jw,傳遞函數H(s)就出來了。
為啥要令s=jw呢?其實這一步就是將傅里葉變換變成了拉普拉斯變換。
啥?我沒看到傅里葉變換啊?我感覺我多嘴了。。。
更簡單的方式:
我們直接令s=jw,那么電感的阻抗是sL,電容的阻抗1/sC。這樣傳遞函數就能更快出來:
有了傳遞函數,借助計算機,代入公式,可以很輕松得到幅頻曲線和相位曲線。
下圖是R=1K,L=1uH,C=1uF時的曲線:
相信現在你應該知道了傳遞函數到底用來干什么的了吧。
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原文標題:傳遞函數H(s)-濾波器設計
文章出處:【微信號:gh_3a15b8772f73,微信公眾號:硬件工程師煉成之路】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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