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。