阶跃响应 电路在阶跃电源作用下的零状态响应。
单位阶跃特性 线性电路的阶跃响应与阶跃电源的幅值之比,以表示。
设图(a)所示电路中,仅由
引起的响应
即为阶跃响应。相应的单位阶跃特性为
表明,单位阶跃特性在量值上等于单位阶跃电源
引起的零状态响应。
求解响应
电路的KVL方程为
其中,
,
,代入上式得到
一阶常系数线性非齐次微分方程
初始值
单位阶跃特性的方程和初始条件
初始值
通解由任一特解
和对应的齐次方程通解
组成,即
(1) 求特解
当时达到稳态。这时
,相当于直流电压源,电容电压的稳态值
,相应的
。即
(2) 求对应的齐次方程通解
齐次方程为
其通解为
(3) 求非齐次微分方程的通解
(4) 确定积分常数
根据初始条件得 ;
将代入非齐次微分方程的通解得单位阶跃特性:
引用单位阶跃函数,可将单位阶跃特性
改写成在
定义域内的函数
单位阶跃特性反映线性电路的性质,若已知某电路的
,便可求出该电路的任意激励的响应。对
的响应电压
和电流
分别为
;
和
的波形如图 (b)和(c)所示。