五.线性系统的频域分析法5-1 频率特性1.频率特性的基本概念理论依据定理:设稳定线性定常系统)(sG的输入信号是正弦信号tXtxsin)(,在过度过程结束后,系统的稳态输出是与输入同频率的正弦信号,其幅值和相角都是频率的函数,表示为)](sin[)()(tYtc
幅频特性 :|)(|jG,输出信号与输入信号幅度的比值
描述幅度增益与频率的关系;相频特性 :)( jG,输出信号的相角与输入信号相角的差值
描述相移角与频率的关系;频率特性 :)( jG,幅频特性和相频特性的统称
传递函数)(sG频率特性)( jG)(|)(|jGjG
幅频特性 A( ω ) G(jω ) 相频特性ψ ( ω ) G(jω ) 指数表达式G(j ω ) = A(ω )e j φ ( ω ) 频率特性的物理意义是:当一频率为ω 的正弦信号加到电路的输入端后,在稳态时,电路的输出与输入之比;或者说输出与输入的幅值之比和相位之差
频率特性的几何表示法(图形表示方法 ) 图形表示的优点是,直观,易于了解整体情况
a)幅相频率特性曲线幅相频率特性曲线简称为幅相曲线或极坐标图、奈氏曲线等
横轴为实轴,纵轴为虚轴,当频率从零变到无穷大时,)( jG点在复平面上留下频率曲线
曲线上的箭头表示频率增大的方向;极坐标形式:直角坐标:实轴正方向为相角零度线,逆时针方向为角度的正角度,顺时针为负角度
幅相频率特性曲线的缺点:不易观察频率与幅值和相角的对应关系
b)对数频率特性曲线对数频率特性曲线又称伯德)(Bode 图
伯德图将幅频特性和相频特性分别绘制在上下对应的两幅图中;横轴为频率轴,单位是弧度,对数刻度;幅频特性的纵轴为对数幅度增益轴,|)(|log20jG,单位是分贝 db ,均匀刻度;相频特性的纵坐标为相移轴,单位是度(也可以用弧度 ),均匀刻度
对数幅频特性图对数相频特性图采用对数分度优越性:1 把