脉冲响应是系统对输入脉冲的反应。在 RC 电路中,电压源是输入,电容器的电压是输出。输入激励之前和之后的系统状态和输出响应有明确的定义。
基尔霍夫定律形成一个输入信号方程,电容器的电流和电压提供输出。代入电流并除以 RC 可得到一个微分方程。脉冲输入的输出是脉冲响应。
引入时间常数 τ=RC,并将微分方程乘以积分因子 e^(t/RC)。使用脉冲函数的采样属性进行简化并在系统限制内进行积分可得到:
该方程包括一个阶跃函数和一个虚拟积分变量 τ。解该方程可得出 RC 电路的脉冲响应。脉冲响应图显示电容电压在 t=0 时瞬间跃变,突出了纯输入脉冲的理论性质,因为它在实际情况下是无法实现的。
了解脉冲响应对于分析和预测线性系统的行为至关重要。了解对脉冲的响应后,就可以通过卷积确定对任意输入的响应。这一原理是信号处理和控制系统设计的基础,其中脉冲响应为系统动力学提供了必要的见解。
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