為什麼線性時變電路分析法得到的頻率分量比級數法

時間 2021-08-15 16:43:58

1樓:匿名使用者

首先更積器低通濾波器

三角波波傅葉級數都基波奇諧波

相於所諧波(包含基波)相位平移90°基波準其諧波衰減係數1/n波變三角波

2樓:崇浦

線性時變電路分析法的數學解釋

線性shi變電路分析法的數學解釋

在現代通訊系統中,dang進行非線性頻譜搬移電路的設計時,我們bu可避免地要使用非線性元器件(客觀地shuo,線性元器件在這個地球上不存在的),也就自ran離不開泰勒級數這個數學工具了,它可以作wei理論上的先期推導工作。之前,我看過ji本關於這個分析法的教材,但是對於我本人來說,gan覺書上講的不是很直白順暢,再加上本人fan應比較慢,所以理解起來比較費解,這兩、san天我又重新把這個問題好好理解了一下,感jue有點開竅了,在這裡我打算通過一篇博文把線性時bian電路分析法的原委從數學上詳細解釋一下。

shou先,說明這個分析法之前,我們還是來溫習yi下偉大的taylor's series,yin為這個線性時變電路分析法基本就是按照這個shu學工具推匯出來的。

definition:ru果f(x)在點x處任意階可導,則冪ji數 0

稱為f(x)zai點x的taylor's series。 0

you「訊號與系統」這門學科我們可知,當只加yi個訊號作用於非線性器件時,輸出端只能得dao輸入訊號頻率的基波分量和各次諧波分量,由此,wei了能夠達到頻譜的任意搬移,我們不得bu將兩個不同頻率的訊號作用於非線性器件上,ru下圖所示:

設兩個輸入訊號都shi餘弦訊號,且u(t)=ucos(wt),u(t)=ucos(wt),ze根據非線性器件111222

的伏安te性,可以得出如下函式方程式:

zhe裡,v為靜態工作點電壓,且設u(t)為實際輸ru訊號,而u(t)為附加參考電壓。可q12

yi推斷出i(t)中將包含無限多個頻率組合fen量,可表示為:

jiang上式在(v+u(t))上對u(t)用taylor's serieszhan開可以得出: q21

根據級數定理可de,

2如果u(t)的fu值<1的話,那麼u(t)及以上各次fang項就相對而言很小了,一定程度上11

ke以把它們忽略不計,so,非線性器件方程shi可以化簡為:

經過這樣一化jian,方程式就成了我們所熟知的一元一次線性xing式了,那麼p>1的頻率分量也就被忽略不計了,zhe樣勢必會減少i(t)中的頻率分量,但是這樣做shi可以被接受的。令上面的簡化方程式中的u(t)=0,zei=f(u(t)+v),有些教材給這時的電流jiao作「時變靜12q

'態電流」,還給f (u(t)+v)qi名字叫「時變增益」,其實我們不需要管它叫shi麼名字,只2q

要明白它的意義就ok了。

wo們需要明確的是,這裡所述的線性時變dian路並不是真正的線性電路,因為線性電路是

'bu會產生新的頻率分量的;還有,這裡所說de時變其實就是f(u(t)+v)和f (u(t)+v)2q2qsui著u(t)變化。線性時變電路分析法ben質上還是非線性電路,它只是非線性電路在一定的2

tiao件下近似的結果,由於p>1與q為任意數zu合而成的頻率分量相比之下幅度是很小的,所以zhe樣的近似在實際應用中還是合理的,帶lai的好處就是大大簡化了我們對非線性電路de分析。從上面的數學推導結果可以看出,非線性qi件的輸出電流i(t)與輸入電壓u(t)是一ge1「線性」關係,但是它們的係數卻是shi變的,這也就最終形成了線性時變電路分析法。

3樓:逍遙楚客

definition:如果f(x)在點x0處任意階可導,則冪級數

稱為f(x)在點x0的taylor's series。

由「訊號與系統」這門學科我們可知,當只加一個訊號作用於非線性器件時,輸出端只能得到輸入訊號頻率的基波分量和各次諧波分量,由此,為了能夠達到頻譜的任意搬移,我們不得不將兩個不同頻率的訊號作用於非線性器件上,如下圖所示:

設兩個輸入訊號都是餘弦訊號,且u1(t)=u1cos(w1t),u2(t)=u2cos(w2t),則根據非線性器件的伏安特性,可以得出如下函式方程式:

這裡,vq為靜態工作點電壓,且設u1(t)為實際輸入訊號,而u2(t)為附加參考電壓。可以推斷出i(t)中將包含無限多個頻率組合分量,可表示為:

將上式在(vq+u2(t))上對u1(t)用taylor's series可以得出:

根據級數定理可得,

如果u1(t)的幅值<1的話,那麼u12(t)及以上各次方項就相對而言很小了,一定程度上可以把它們忽略不計,so,非線性器件方程式可以化簡為:

經過這樣一化簡,方程式就成了我們所熟知的一元一次線性形式了,那麼p>1的頻率分量也就被忽略不計了,這樣勢必會減少i(t)中的頻率分量,但是這樣做是可以被接受的。令上面的簡化方程式中的u1(t)=0,則i=f(u2(t)+vq),有些教材給這時的電流叫作「時變靜態電流」,還給f '(u2(t)+vq)起名字叫「時變增益」,其實我們不需要管它叫什麼名字,只要明白它的意義就ok了。

電路分析題一道,這相量圖是怎麼畫的?求分析和步驟,謝謝

4樓:一生一個乖雨飛

取電感電流為參bai

考,那du麼電感支路上的u2就是由兩部zhi分構成,電dao阻的電壓與電流方向內一致,電感電壓超容前電流90°,所以疊加後就是圖中所示的u2。

然後可以得出中間5ω上的電壓也是u2,所以電流方向與u2一致,所以流過u1支路上的電流是5ω上的電流和流過u2電流的向量之和。畫出這個電流。

然後u1支路上的電阻上電壓和電流同向,電容上的電壓滯後電流90°,疊加即可得到。

物理和工程領域中,常會使用到正弦訊號(例如交流電路的分析),這時可以使用相量來簡化分析。相量(phasor)是振幅(a)、相位(θ)和頻率(ω)均為時不變的正弦波的一個複數,是更一般的概念解析表示法的一個特例。

而將正弦訊號用複數表示後進行電路分析的方法稱為相量法,而在相量圖中利用向量表示正弦交流電的**法稱為向量圖法。

5樓:黑豹

相量圖是正弦穩態bai電路的分du析工具,畫zhi法要點:

1、電dao感性版質是電壓

相位權超前電流相位 90° 。

2、電容性質是電流相位超前電壓相位 90° 。

3、串聯電路電流相等,以電流為參考相量 ,電路總電壓是各元件電壓的向量和。

4、並聯電路電壓相等,以電壓為參考相量,電路總電流是各支路電流的向量和。

本題是複雜電路,題目已經指定參考相量,只需要定性分析。

1、以 i2 為參考相量,按阻抗比例畫出 ul、ur,合成 u2。

「勾三股四玄五」,i2 支路阻抗等於 5 ,等於 i1 支路的阻抗,則電流值 i1 = i2。

2、以 u2 為參考相量,畫出相等的  i1= i2,合成 i 。

3、以 i 為參考相量,畫出 ur2、 uc ,由於阻抗值 zc = 2 * r2 ,則 uc = 2 * ur2 ,合成 u1。

4、u1、u2 合成 u。

5、比較  i、u 的相位可知是電流超前電壓。

我是用 windows 的小軟體「畫筆」作圖,不好畫,例題採用向量頭尾相連的方式合成向量。我是用平行四邊形方法合成,結果是一樣的。

6樓:樹袋熊

取電感電流

bai為參考,那麼電感支du路上的u2就是zhi由兩部分構成dao,電阻的電壓與電流版方向一致,電權感電壓超前電流90°,所以疊加後就是圖中所示的u2。

然後可以得出中間5ω上的電壓也是u2,所以電流方向與u2一致,所以流過u1支路上的電流是5ω上的電流和流過u2電流的向量之和。畫出這個電流。

然後u1支路上的電阻上電壓和電流同向,電容上的電壓滯後電流90°,疊加即可得到。

畫的有點亂,不懂可以追問。

7樓:無畏無知者

如果你能夠看懂了電壓疊加、電流疊加運算,再說後面的,要是動畫就更容易表述;

理想運算放大器工作**性區和飽和區時各有何特點,分析方法有何不同? 5

8樓:墨汁諾

2、在非線性區(不叫飽和區)時,運算放大器相當於一個比較器,比較器其實結果就更簡單了,它沒有帶電壓負反饋,結果就比兩個輸入值誰大,如果同相輸入端大,則輸出接近於正電源電壓,如果反相端大,則輸出近似於負電源電壓。

整合運算放大器

整合運算放大器簡稱整合運放,它的內部是直接耦合的多級放大器,整個電路可分為輸入級、中間級、輸出級三部分。輸入級採用差分放大電路以消除零點漂移和抑制干擾;中間級一般採用共發射極電路,以獲得足夠高的電壓增益;輸出級一般採用互補對稱功放電路,以輸出足夠大的電壓和電流,其輸出電阻小,負載能力強。

9樓:禾鳥

1、虛短:理想運放的差模輸入電壓等於零

由於理想運放的開環差模電壓放大倍數等於無窮大,而輸出電壓為確定數值,同相輸入端電壓與反相輸入端電壓近似相等,如同將u+和u-兩點短路一樣,但兩點的短路是虛假的短路,是等效短路,並不是真正的短路,所以把這種現象稱為「虛短」。

2、虛斷:理想運放的輸入電流等於零,由於理想運放的開環輸入電阻rid-∞,因此它不向訊號源索取電流,兩個輸入端都沒有電流流入整合運放。

此時,同相輸入端電流和反相輸入端電流都等於零,如同兩點斷開一樣。而這種斷開也不是真正的斷路,是等效斷路,所以把這種現象稱為「虛斷」。

(2)理想運放工作在非線性區的特點及分析方法:

整合運放工作在非線性區時,輸出電壓不再隨輸入電壓線性增長,而是達到飽和。

理想運放工作在非線性區時,也有兩個重要特點。

1、當理想運放的u+≠u- 時,理想運放的輸出電壓達到飽和值

當u+ >u-時,整合運放工作在正向飽和區,輸出電壓為正飽和值,

當u+ 理想運放工作在非線性區時,u+≠u-,不存在「虛短」現象。

2、理想運放的輸入電流等於零

由於理想運放的輸入電阻r甜-∞,儘管輸入電壓u+≠「,仍可認為此時輸入電流為零。

擴充套件資料(2)整合運算放大器

整合運算放大器簡稱整合運放,它的內部是直接耦合的多級放大器,整個電路可分為輸入級、中間級、輸出級三部分。

輸入級採用差分放大電路以消除零點漂移和抑制干擾;中間級一般採用共發射極電路,以獲得足夠高的電壓增益;輸出級一般採用互補對稱功放電路,以輸出足夠大的電壓和電流,其輸出電阻小,負載能力強。

整合運放一般由輸入端、輸出端、偏置電路和中間集四部分組成。

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