階躍函數(shù)和沖激函數(shù)
在分析線性電路過渡過程時,常使用一些奇異函數(shù)來描述電路中的激勵或響應。階躍函數(shù)和沖激函數(shù)是兩個最常用最重要的函數(shù)。
一、單位階躍函數(shù)。
單位階躍函數(shù)定義為:
(式8-2-1)
圖8-2-1
其波形如圖8-2-1所示。單位階躍函數(shù)在
處有跳變,是一個不連續(xù)點。將單位階躍函數(shù)乘以常數(shù)
,就得到階躍函數(shù)
,又稱為開關函數(shù)
。因為它可以用來描述電路中的開關動作,如圖8-2-2所示。圖8-2-2
所示電路在
時刻開關S從1切換至2,那么一端口網(wǎng)絡
的入端電壓
就可用階躍函數(shù)表示為:
,如圖8-2-2
所示。
圖8-2-2
延時的單位階躍函數(shù)定義為:
(式8-2-2)
其波形如圖8-2-3所示,同樣以圖8-2-2為例,若時刻將開關S從1切換至2,那么一端口網(wǎng)絡的入端電壓
就可用延時階躍函數(shù)表示為:
。
二、單位沖激函數(shù)
單位沖激函數(shù)定義為:
(式8-2-3)
其波形如圖8-2-5所示。為了更好地理解單位沖激函數(shù),先來看單位脈沖函數(shù)
。單位脈沖函數(shù)
定義為:
(式8-2-4)
圖8-2-5
其波形如圖8-2-5所示。單位脈沖函數(shù)的寬度是
,高度是
,面積為1。當脈沖寬度
減小,其高度
將增大,而面積仍保持為1。當脈沖寬度
趨于無限小時,其高度
將趨于無限大,但面積仍然為1。當脈沖寬度
趨于零時,這時脈沖函數(shù)就成為單位沖激函數(shù)。
將單位沖激函數(shù)乘以常數(shù)K,就得到?jīng)_激強度為K的沖激函數(shù),表示為。
延時的單位沖激函數(shù)定義為:
(式8-2-5)
其波形如圖8-2-6所示。
圖8-2-6
沖激函數(shù)不是一般函數(shù),屬于廣義函數(shù),其更嚴格的定義可參閱有關數(shù)學書中的論述。
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