32第三十二讲 运算电路的分析网络函数极点和零点
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极点和零点电路中的意义摘要:一、极点和零点电路的基本概念二、极点和零点电路的意义1.极点:电压、电流的转折点2.零点:电压、电流的平衡点三、极点和零点在电路分析中的应用1.电压、电流的计算2.电路元件的特性分析四、实际电路案例分析正文:极点和零点电路中的意义在电路领域,极点和零点是两个非常重要的概念。
它们在电路分析、计算和实际应用中具有显著的意义。
本文将从基本概念、意义以及在电路分析中的应用等方面进行详细阐述。
一、极点和零点电路的基本概念1.极点:在电路中,极点通常指的是电压或电流发生转折的点。
例如,在交流电压或电流的正负半周期之间,电压或电流的值会发生剧变,这个转折点就称为极点。
在电路分析中,极点常常用于描述电容、电感等元件的电压或电流变化。
2.零点:零点是指电压或电流的平衡点,即电压或电流的值为零的点。
在直流电路中,电源的正负极之间的电压为零点;在交流电路中,电压或电流的瞬时值为零的点即为零点。
零点在电路分析中也具有重要作用,如用于电路元件的特性的描述和计算。
二、极点和零点电路的意义1.极点:在电路分析中,极点有助于我们理解电压、电流的变化规律。
通过分析极点,可以研究电容、电感等元件的充放电过程,以及电路中的共振现象等。
此外,在信号处理领域,极点还与信号的频率响应密切相关。
2.零点:零点在电路分析中具有实用性意义。
首先,在计算电路中的电压、电流时,零点可以作为参考点,便于进行数值计算。
其次,通过分析零点,可以研究电路元件的特性,如电阻、电容、电感等。
此外,零点还在交流电路的相位分析中起到关键作用。
三、极点和零点在电路分析中的应用1.电压、电流的计算:在电路分析中,我们需要对电压、电流进行计算。
通过分析极点和零点,可以得到电压、电流的波形和幅值,从而为电路的性能评估提供依据。
2.电路元件的特性分析:极点和零点有助于我们了解电路元件的特性,如电容、电感的充放电过程,以及电阻、电容、电感等元件对交流信号的阻抗特性。
极点和零点在信号处理系统中,当输⼊幅度不为零且输⼊频率使系统输出为零时,此输⼊频率值即为零点。
当系统输⼊幅度不为零且输⼊频率使系统输出为⽆穷⼤(系统稳定破坏,发⽣振荡)时,此频率值即为极点。
对于⼀个信号处理系统,其输⼊输出之间存在⼀定的关系,这种关系⽆论在时域还是频域都可以⽤数学表达式来表⽰。
⽽这数学表达式⼜是分⼦分母都是多项式的表达式(称为传递函数),这样满⾜使传递函数的分⼦为零的是零点,满⾜使传递函数分母为零的就是其极点。
(什么是相位裕度?相位裕度就是系统进⼊不稳定状态之前可以增加的相位变化,相位裕度越⼤,系统越稳定,但同时时间响应速度减慢了,因此必须要有⼀个⽐较合适的相位裕度)零点与极点怎么产⽣的:将电阻电容电感器件简单串并联就产⽣了。
其实我很简单的了。
电容接地单极点、电阻接地单零点。
电感电容双极点。
先记住这三⼝诀吧。
然后你再看看低通滤波器,⾼通滤波器吧。
你就了解我了。
在这⾥我先想说⼀下我的另⼀个兄弟转折频率:从转折频率理解零点与极点作⽤吧。
转折频率:例如单极和单零点电路中,此电路都有电容和电阻构成,当输⼊信号频率发⽣变化时,电容阻抗会随着的频率发⽣变化。
当电容阻抗等于电阻阻抗时候。
此是的频率点就是转折频率。
在单极点(低通滤波器中)从0HZ(直流)~转折频率的范围内,增益是⼀条⽔平直,经过转折频率后,增益以-20dB/dec下降。
输出的信号的幅度降为输⼊的⼀半,并输出信号相位相对与输⼊信号是落后了45度,输⼊信号被延迟了。
当电容阻抗远⼤与电阻时,输出信号相位最⼤会被延迟90度,从经验上说这个相位在转折频率正负10倍受到了影响。
在单零点(⾼通滤波器中)它与极点作⽤正好相反,它从0HZ(直流)~转折频率范围内增益响应是⼀条⽔平的直线,过转折频率后+20dB/dec上升,相位在转折频率点超前了45度,当信号频率继续上升⼤于10倍转折频率时候,相位超前了90度。
总结,何为转折,⽆论在单极电,还是单零点,或双极双零点中。
极点和零点重合-概述说明以及解释1.引言1.1 概述极点和零点是在数学分析中常见的概念,它们分别代表了函数在特定点处的奇点和使函数为零的点。
通常情况下,极点和零点是不会重合的,因为它们代表了函数在不同情况下的性质。
然而,有时候极点和零点会重合在同一个点上,这种情况在数学分析中被称为极点和零点重合。
本文将对极点和零点的定义、特征以及它们之间的关系进行详细的探讨,同时还将分析极点和零点重合的意义和影响。
通过深入研究极点和零点的重合现象,我们可以更好地理解函数的性质和行为,为进一步的数学研究提供有益的参考。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将首先介绍极点和零点的定义和特征,包括它们在数学和物理领域的重要性以及相互之间的区别。
然后,我们将讨论极点和零点之间的关系,探讨它们在数学和物理问题中的应用。
最后,我们将深入探讨极点和零点重合的意义,探讨这种现象在实践中的重要性和可能的应用领域。
通过对极点和零点的研究和分析,我们希望读者能够更深入地理解这两个概念,并从中获得一些启发和新的见解。
1.3 目的本文的目的在于探讨极点和零点在数学和物理学中的重要性和作用,并深入研究极点和零点在数学领域的定义、特征以及它们之间的关系。
通过对极点和零点的探讨,我们希望能够更深入地理解它们在数学和物理学中的应用,以及它们在解决问题和预测某些现象中起到的重要作用。
同时,本文还将探讨极点和零点重合的意义,从而帮助读者更好地理解这一现象对于数学和物理学的意义和影响。
最终,通过本文的研究,我们将能够更全面地认识极点和零点的重要性,以及它们在数学和物理学领域的作用。
2.正文2.1 极点的定义和特征在复数域上,一个函数在某点处的极点是指在该点处函数取无穷大值或无穷小值的点。
具体来说,如果一个函数在某点处取无穷大值,我们称这个点为函数的极点。
极点是一种特殊的奇点,它在函数的定义域内是孤立的点。
极点具有以下特征:1. 极点是函数在某点处的奇点,也就是说这个点不能满足函数的定义。
零点和极点详解一、引言零点和极点是复变函数中非常重要的概念,它们在数学中的应用非常广泛,包括电路分析、信号处理、控制系统等领域。
本文将详细介绍零点和极点的定义、性质以及在实际应用中的意义。
二、零点的定义与性质1. 零点的定义设f(z)是一个复变函数,z0是复平面上的一个复数,如果f(z0)=0,则称z0为f(z)的一个零点。
2. 零点的性质(1)零点是函数图像与x轴交点处。
(2)如果f(z)在z0处有一个k阶零点,则f(z)在z0处可以表示为:f(z)=(z-z0)^k g(z)其中g(z)是在z=z0处不为0且解析的函数。
(3)如果f(z)有无穷多个不同的零点,那么f(z)必须恒等于0。
三、极点的定义与性质1. 极点的定义设f(z)是一个复变函数,z0是复平面上的一个复数,如果满足以下条件:(1)存在某个正整数k使得g(z)=(z-z0)^kf(z)在z=z0处解析;(2)当z趋近于z0时,|f(z)|趋近于无穷大;则称z0为f(z)的一个k阶极点。
2. 极点的性质(1)极点是函数图像在z0处的奇异点,也就是说,函数在z0处没有定义。
(2)如果f(z)在z0处有一个k阶极点,则可以表示为:f(z)=h(z)/(z-z0)^k其中h(z)是在z=z0处不为0且解析的函数。
(3)如果f(z)有无穷多个不同的极点,那么f(z)必须恒等于无穷大或者恒等于零。
四、零点与极点之间的关系1. 零点与极点之间的关系如果f(z)在z0处既有零点又有极点,那么它们之间存在以下关系:(1)当k>0时,称z0为可去奇异点。
此时,当我们把这个可去奇异点消去后,就得到了一个新的解析函数g(z),它在原来的可去奇异点处具有一个正常的值g(z0)=lim_(z→z_0)f(z),并且g(z)和f(z)在其他地方完全相同。
(2)当k<0时,称z0为本性奇异点。
此时,它是一个真正意义上的奇异点。
如果f(z)在z0的某个邻域内解析,那么称z0为孤立奇异点。
请问电路中极点与零点的产生与影响一、电路中经常要对零极点进行补偿,想问,零点是由于前馈产生的吗?它产生后会对电路造成什么样的影响?是说如果在该频率下,信号通过这两条之路后可以互相抵消还是什么??极点又是怎么产生的呢?是由于反馈吗?那极点对电路的影响又是什么?产生振荡还是什么??请大家指教一下。
1.(不能这么简单的理解其实电路的每个node都有一个极点只是大部分的极点相对与所关心的频率范围太大而忽略了运放中我们一般关心开环的0dB带宽那么>10*带宽频率的极点我们就不管了因为它们对相位裕度贡献太小而被忽略;只要输入和输出之间有两条通路就会产生一个零点:同样的高于所关心频率范围的零点也不用管一个在所关心频率范围内的零点需要看是左半平面还是右半平面的左半平面的零点有利于环路稳定右半平面的则不利具体的看拉扎维的书吧写的还是蛮详细的看不懂就多看几遍自己做个电路仿下)2.好问题,希望彻底了解的人仔细解答。
我也同样疑惑。
但是我总觉得极点,零点并不能单单的说是由于前馈,反馈,或者串联并联一个电容产生的。
产生的原因还是和具体的电路结构相关联的。
比如一个H(s)的系统和一个电容并联或串联在输入输出之间,谁能说他一定产生一个极点或零点呢?这因该和H(s)的具体形式有关。
大多书上说的应该大多针对的是运放结构,它的结构具有特殊性。
具有以点盖全的嫌疑。
还请达人细说。
3.一般的说,零点用于增强增益(幅度及相位),极点用于减少增益(幅度及相位),电路中一般零点极点是电容倒数的函数(如1/C)。
当C变大时,比如对极点来说,会向原点方向变化,造成增益减少加快(幅度及相位)~一般运放电路的米勒效应电容就是这个原理,当增益迅速下降倒-3dB时,其他的零点极点都还没对系统增益起到啥作用(或作用很小,忽略了),电路就算七窍通了六窍半了~你就可以根据自己的需要补上带宽,多少多大的裕度就KO了极点是由于结点和地之间有寄生电容造成的,零点是由于输入和输出之间有寄生电容造成的,一般输入和输出之间的零极点考虑多一点,主要是因为输入输出有较大的电阻,造成了极点偏向原点.4.个人的一点理解极点决定的是系统的自然响应频率,通常在电路中就是对地电容所看进去的R 和对地电容C 共同决定的。