感谢面包板社区提供的《大道至简:快速求解线性电路传递函数》阅读机会。
我是一名自动化专业大四的学生,在之前学习自动控制原理这门课程时,我们就有学习求解线性电路传递函数的方法,不过这些方法都是将各个元器件抽象成一个传递函数,之后使用相关电路理论求解最终的传递函数。这本书介绍了一种快速分析电路技术(FACTs),虽然书中的案例大多没有像求解自动控制原理课程时求解出最终的传递函数一样,但是提供了一种将电路拆解成多个模块,根据各个模块的特性快速分析整体电路的特性,这种方法在实际工程中可以快速确定电路的一些特性,如幅频特征、相频特征等。
下面将介绍几个重要章节的重要知识点
快速分析电路技术(FACTs)
1. 一个电路网络的极点完全依赖于它的电气结构,激励源不影响极点的位置
2. 通过关闭激励源来确定这些极点的位置:0V的电压源被导线代替,0A的电流源编程开路
3. 在一阶电路中,所谓的参考状态可以在支流条件下(s=0)或当s趋于无穷时确定
4. 在二阶高阶网络中,可以通过考虑每个储能元件的各种状态组合来获得参考状态
5. 重新组织排列所获得的表达式可以揭露一些电路特征,如增益、极点和零点
传递函数的零点
1. 在拉普拉斯频域,当激励源以零点频率调谐时,传递函数的幅值减小到零,响应小时
2. 当响应为零时,负载中电流为0A,其两端的电压为0V
3. 为了确定零点的位置,可以假设电路网络内的一些元件,当在零点频率调谐时,会阻断激励的传播并使响应为零
4. 这些元件在零点频率处,可以形成无限大的串联阻抗,或称为一个变形的短路,将一个支路短路到地。通过找到阻抗变得无限大或变成一个短路支路,就可以确定零点的位置
5. 可通过观察找到零点,但通常需要求助于双重抵消注入或NDI,其中激励被代回
广义传递函数
1. 可以重复使用已经为分母确定的时间常数来表示分子
2. 如果要继续采用这种方法,需要确定储能元件设置为高频状态时(电容短路和电感开路)的电路网络增益
3. 将该高频增益与自然时间常数相结合,形成广义传递函数表达式
4. 广义传递函数有助于确定零点位置而不需要使用NDI,但最终结果可能需要进一步简化
5. 广义表达式可以很容易地推广到n阶电路网络
总结来说,这本书综合了诸多先进的电路分析理论,对于我个人而言,这本书在以往仅通过基本的电路理论分析得到传函的基础上,提供了更加便捷、更加贴近工程实践的电路分析方法。这本书的知识每一次阅读都会有新的收获,之后我还需要再多读几次这本书,让这本书的知识能更好地应用于我未来的设计开发之中。