Идеальное дифференцирующее звено Уравнение звена , т.е. выходной сигнал пропорционально скоростью изменение входного сигнала.
Передаточная функция W(S)=КS
Переходная функция h(t)=Кδ(t), где δ(t) – дельта функция.
Частотные характеристики
КПФ звена W(jω)=jкω, т.е. АФЧХ звена совпадает с положительной мнимой осью. При ω=0 А(ω)=0, с увеличением частоты А(ω) увеличивается и при ω=∞ А(ω)=∞.
Модуль КПФ А(ω)=ωК, аргумент КПФ φ(ω)=90°, т.е. с увеличением частоты амплитуда выходного сигнала увеличивается. Аргумент не зависит от частоты и равен 90°, т.е. идеальное дифференцирующее звено вносит опережение, равное 90°, на всех частотах.
Рисунок 11.4 АФЧХ звена
Выражение для ЛАЧХ звена записывается в виде . ЛАЧХ идеально дифференцирующего звена представляет собой прямую с наклоном 20 дб/дек, имеющую при ω=1 ординату, равную 20 lg к.
ЛФЧХ идеально дифференцирующего звена – прямая, параллельная оси абсцисс, проведенная на уровне 90°
а) б)
Рисунок 11.5 а) – ЛАЧХ звена, б) – ЛФЧХ звена
Запаздывающее звено Уравнение звена y(t)=x(t)(t-τ); где τ – время чистого запаздывания.
Запаздывающее звено передает сигнал без искажения, но с задержкой на время τ.
Передаточная функция W(s)= е – S Переходная функция h(t)=1(t-τ), т.е. переходная характеристика представляет собой повторение входного сигнала (единичного скачка), но с задержкой на время τ.
Импульсная переходная функция ω(t)=δ(t-τ).
Частотные характеристики
КПФ звена .
АФЧХ звена представляет собой окружность с центром в начале координат и радиусом равным единице.
Модуль КПФ
Аргумент КПФ φ(ω)=-ω*τ, т.е. с увеличением частоты и времени чистого запаздывание отставание выходного колебания по фазе увеличивается.
Рисунок 11.6 АФЧХ звена.
Выражение ЛАЧХ звена L(ω)=0, т.е. эффект усиление отсутствует. ЛАЧХ звена совпадает с вещественной осью (Рис. 7.7 а)
ЛФЧХ звена по абсолютной величине монотонно возрастает, с увеличением частоты и времени τ отставание по фазе возрастает (Рис. 7.7 б).
А) б)
Рисунок 11.7 а) – ЛАЧХ звена, б) – ЛФЧХ звена.