在分析线性电路过渡过程时,常使用一些奇异函数来描述电路中的激励或响应。阶跃函数和冲激函数是两个最常用最重要的函数。
一、单位阶跃函数。
单位阶跃函数定义为:
(式8-2-1)
图8-2-1
其波形如图8-2-1所示。单位阶跃函数在
处有跳变,是一个不连续点。将单位阶跃函数乘以常数
,就得到阶跃函数
,又称为开关函数
。因为它可以用来描述电路中的开关动作,如图8-2-2所示。图8-2-2
所示电路在
时刻开关S从1切换至2,那么一端口网络
的入端电压
就可用阶跃函数表示为:
,如图8-2-2
所示。
图8-2-2
延时的单位阶跃函数定义为:
(式8-2-2)
其波形如图8-2-3所示,同样以图8-2-2为例,若时刻将开关S从1切换至2,那么一端口网络的入端电压
就可用延时阶跃函数表示为:
。
二、单位冲激函数
单位冲激函数定义为:
(式8-2-3)
其波形如图8-2-5所示。为了更好地理解单位冲激函数,先来看单位脉冲函数
。单位脉冲函数
定义为:
(式8-2-4)
图8-2-5
其波形如图8-2-5所示。单位脉冲函数的宽度是
,高度是
,面积为1。当脉冲宽度
减小,其高度
将增大,而面积仍保持为1。当脉冲宽度
趋于无限小时,其高度
将趋于无限大,但面积仍然为1。当脉冲宽度
趋于零时,这时脉冲函数就成为单位冲激函数。
将单位冲激函数乘以常数K,就得到冲激强度为K的冲激函数,表示为。
延时的单位冲激函数定义为:
(式8-2-5)
其波形如图8-2-6所示。
图8-2-6
冲激函数不是一般函数,属于广义函数,其更严格的定义可参阅有关数学书中的论述。