從零開(kāi)始學(xué)電子之基礎(chǔ)篇

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大家早
我們繼續(xù)學(xué)習(xí)。
一起學(xué)習(xí)、一起進(jìn)步。

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大家可能會(huì)問(wèn)“這個(gè)世界上有天才嗎？”

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我是蠢才
比方說(shuō)，別人認(rèn)識(shí)一件事物只需要2個(gè)小時(shí)，而我則可能需要20年。前者是不是天才我不可知曉，但我絕對(duì)是一個(gè)蠢才是定了。

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“我不是天才，但我肯定是蠢才”
這是為什么呢？
因?yàn)槲冶緛?lái)就很蠢啊，哈哈

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OK，我們繼續(xù)

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大家請(qǐng)看這個(gè)電路（系統(tǒng)）
我先說(shuō)明一下，這個(gè)電路中我們用的電源和以前的有所不同。電源Vp是一個(gè)脈沖電壓源（后面我們還要介紹它的波形特征）。Rp是Vp的內(nèi)阻，它等于0.1歐姆（100毫歐）。
大家可能會(huì)問(wèn)虛線框是啥意思？是這樣的，我是想強(qiáng)調(diào)一下，虛線框內(nèi)的都可以稱為系統(tǒng)。例如地系統(tǒng)（或地網(wǎng)絡(luò)），電源系統(tǒng)，負(fù)載系統(tǒng)等等。
嚴(yán)格的講甚至一根導(dǎo)線（一段網(wǎng)絡(luò)）都是系統(tǒng)。
系統(tǒng)劃分過(guò)細(xì)，會(huì)使分析過(guò)于復(fù)雜。常常是“忽略次要矛盾，強(qiáng)調(diào)主要矛盾”。

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好，大家請(qǐng)看vp(電源網(wǎng)絡(luò)）的輸出波形。
它是一個(gè)脈沖周期信號(hào)，脈沖高度為1V，寬度為5秒，周期為10秒。
這個(gè)信號(hào)其實(shí)是有1mS的延時(shí)的，但是這個(gè)波形上沒(méi)有顯示出來(lái)（時(shí)間軸過(guò)寬）。

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我們看看Vp的開(kāi)始階段（時(shí)間軸長(zhǎng)度為30mS）。因?yàn)槲覀冎皇怯玫剿�的開(kāi)始階段（或高電平期間）作為系統(tǒng)的激勵(lì)信號(hào)。
大家可以看出來(lái)vp是有一定的延時(shí)的（1mS）。

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這張圖更加清楚些。大家可以看出，vp的延遲時(shí)間為1mS（毫秒）。也就是說(shuō)，vp在1mS時(shí)發(fā)生了一個(gè)有0V到1V的躍變（上升時(shí)間很短暫，可以忽略不計(jì)）。
或者我們也可以說(shuō)，這個(gè)信號(hào)是一個(gè)“有延遲的單位階躍信號(hào)”。

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下一步我們?cè)撛鯓幼瞿?img src="static/image/smiley/default/smile.gif" smilieid="1" border="0" alt="" />

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大家可能想到了“你不就是想觀察一下在單位階躍電壓作用下系統(tǒng)的響應(yīng)嗎”

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OK，沒(méi)錯(cuò)。的確是這樣想的

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我們來(lái)比較一下Vp和Vout（輸出信號(hào)或響應(yīng)信號(hào)）的波形

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好，大家看到了紅色的波形是vp，藍(lán)色的波形是vout。時(shí)間軸長(zhǎng)度為15mS
或者我們把vp稱之為激勵(lì)信號(hào)，把vout稱為響應(yīng)信號(hào)也可以。
請(qǐng)大家明確，所謂的激勵(lì)和響應(yīng)是有對(duì)象的。在這里我們是把這個(gè)LC低通濾波器作為對(duì)象。也就是說(shuō)對(duì)這個(gè)LC系統(tǒng)進(jìn)行激勵(lì)以便求得它的響應(yīng)。
大家看出來(lái)這個(gè)輸出信號(hào)或響應(yīng)信號(hào)vout的特點(diǎn)沒(méi)有？
沒(méi)錯(cuò)，它是一個(gè)按照指數(shù)規(guī)律衰減的正弦信號(hào)。
為什么會(huì)這樣？
這是系統(tǒng)參數(shù)所決定的。在這里的系統(tǒng)參數(shù)就是L、C、和R（負(fù)載電阻和電源內(nèi)阻）。
關(guān)于電場(chǎng)能量（存儲(chǔ)在電容器中）和磁場(chǎng)能量（存儲(chǔ)在電感器中）的交換以形成振蕩，并且最終初始能量（電場(chǎng)能量或磁場(chǎng)能量）通過(guò)電阻器轉(zhuǎn)換為輻射能量（熱能）的機(jī)理以及過(guò)程，在這里就不介紹了。這方面的資料很多，LC振蕩也是基礎(chǔ)的物理常識(shí)，大家可以參閱相關(guān)的資料。

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請(qǐng)大家注意Vp的內(nèi)阻Rp的影響。雖然我們把Rp取值很小（0.1歐）但是它對(duì)這個(gè)電路系統(tǒng)來(lái)說(shuō)還是有影響的

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我們看一下vp和vin的波形

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好，大家請(qǐng)看，藍(lán)色的信號(hào)是vin，紅色的信號(hào)是vp。似乎是重合的，其實(shí)不是

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我們把波形放大后看看，vin和vp還是有差異的。vin也出現(xiàn)了一個(gè)衰減的振蕩過(guò)程
說(shuō)明電源內(nèi)阻對(duì)系統(tǒng)的特性有一定的影響，而這種影響往往是不能忽略的。
請(qǐng)大家注意，在這里的vin、vp或vout都是對(duì)地（GND網(wǎng)絡(luò)）而言的。或者說(shuō)是相對(duì)于參考地的電壓。而vin、vp或vout也可以看作是網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)，因?yàn)樗鼈儽旧砭痛�表了一段網(wǎng)絡(luò)（導(dǎo)體）。

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大家可能會(huì)問(wèn)了，那么我們改變負(fù)載電阻RL的值后系統(tǒng)的階躍響應(yīng)會(huì)怎樣呢？

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我們先把負(fù)載電阻RL取的很小等于0.1歐（和Rp相同）看看


好，藍(lán)色的信號(hào)是vout，紅色的信號(hào)是vp。大家可以發(fā)現(xiàn)，響應(yīng)信號(hào)vout并沒(méi)有出現(xiàn)振蕩過(guò)程，而是由0按照指數(shù)規(guī)律上升到1/2 Vp。