复频域(S域)怎么理解?

汴京城杨志卖刀2023-01-30  28

复频域也称拉氏域,与时域有对应关系。时域线性常微分方程经过拉氏变换到拉氏域,而拉氏域方程可在一定初始条件下经过逆拉氏变换转回时域方程。

同傅氏变换相比,拉氏变换用一个个e^-a来衰减原时域信号。积分后去掉时间参数t,在一定的范围内,只有 w与a两个参数,加上对应特定w与a参数的值,一共三个参数,这样必须用三维坐标来表示,这就是所谓的复频域。而a=0即对应于频域,亦即三维图中的a为0对应的那个面的图像,也就是频域图。

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以信号为例,信号在时域下的图形可以显示信号如何随着时间变化,而信号在频域下的图形(一般称为频谱)可以显示信号分布在哪些频率及其比例。频域的表示法除了有各个频率下的大小外,也会有各个频率的相位,利用大小及相位的资讯可以将各频率的弦波给予不同的大小及相位,相加以后可以还原成原始的信号。

在频域的分析中,常会用频谱分析仪来将实际的信号转换为频域下的频谱。

许多物理元件的特性会随着输入讯号的频率而改变,例如电容在低频时阻抗变大,高频时阻抗变小,而电感恰好相反,高频时阻抗变大,低频时阻抗变小。一个线性非时变系统的特性也会随频率而变化,因此也有其频域下的特性,频率响应的图形即为其代表。频率响应可以视为是一个系统在输入信号振幅相同、频率不同时,其输出信号振幅的变化,可以看出系统在哪些频率的输出较大。

有些系统的定义就是以频域为主,例如低通滤波器只允许低于一定频率的讯号通过。

拉氏变换是将时间函数f(t)变换为复变函数F(s),或作相反变换。

时域(t)变量t是实数,复频域F(s)变量s是复数。变量s又称“复频率”。

拉氏变换建立了时域与复频域(s域)之间的联系。

s=jw,当中的j是复数单位,所以使用的是复频域。通俗的解释方法是,因为系统中有电感X=jwL、电容X=1/jwC,物理意义是,系统H(s)对不同的频率分量有不同的衰减,即这种衰减是发生在频域的,所以为了与时域区别,引入复数的运算。但是在复频域计算的形式仍然满足欧姆定理、KCL、KVL、叠加法

Laplace变换是工程数学里的重要变换,主要是实现微分积分电路的代数运算,建议参看《积分变换》这书.在一阶和高阶电路中,有一些问题在频域中分析比在时域中分析要方便的多,而拉氏变换就是一个很好的分析工具。它将时域中的信号输入,变换成S域中的信频输入,再由S域的输出,转换成时频的输出,很简洁明了,又可以分析出信号的多种变化.工程数学或者积分变换都可以解决你所提的问题.好吧

在一阶和高阶电路中,有一些问题在频域中分析比在时域中分析要方便的多,而拉氏变换就是一个很好的分析工具。它将时域中的信号输入,变换成S域中的信频输入,再由S域的输出,转换成时频的输出,很简洁明了,又可以分析出信号的多种变化。

电阻在s域的表达式是电阻等于电压除以电流。电阻(Resistor,用“R”表示)是一个物理量,在物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小,导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大。s域是指在频域分析中以虚指数exp为基本信号,任意信号可分解为众多不同频率的虚指数分量,LTI系统的响应是输入信号个分量所引起响应的积分。


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