9.1 : Funkcja sieciowa obwodu

Analiza odpowiedzi częstotliwościowej w obwodach elektrycznych dostarcza istotnych informacji na temat zachowania obwodu w miarę zmiany częstotliwości sygnału wejściowego. Funkcja przenoszenia, narzędzie matematyczne, odgrywa kluczową rolę w zrozumieniu tego zachowania. Definiuje zależność między wyjściem fazora a wejściem i występuje w czterech typach: wzmocnienie napięcia, wzmocnienie prądu, impedancja przejścia i dopuszczalność przejścia. Krytycznymi składnikami funkcji przenoszenia są bieguny i zera.

Tutaj zera są pierwiastkami wielomianu licznika, a bieguny są pierwiastkami wielomianu mianownika.

Jako ilustrujący przykład rozważmy obwód zwrotnicy audio, który oddziela sygnały o wysokiej częstotliwości dla głośnika wysokotonowego od wzmacniacza. Analiza tego obwodu pod kątem częstotliwości sygnału odbywa się w domenie Laplace'a przy użyciu „s” jako zmiennej zespolonej.

Korzystając z prawa Ohma, napięcie wejściowe odnosi się do napięcia węzła; następnie napięcie wyjściowe wyraża się jako napięcie wejściowe. Z tej analizy wyprowadzana jest funkcja przenoszenia, która reprezentuje stosunek napięcia wyjściowego do wejściowego.

Analiza odpowiedzi na częstotliwość ma szerokie zastosowania, szczególnie w systemach komunikacyjnych i sterujących. Filtry elektryczne, wykorzystywane w różnych zastosowaniach, takich jak technologie radiowe i telewizyjne, opierają się na tej analizie, aby umożliwić przejście pożądanych sygnałów przy jednoczesnym tłumieniu niepożądanych. Kompleksowe zrozumienie funkcji przenoszenia i odpowiedzi na częstotliwość ma kluczowe znaczenie w projektowaniu i inżynierii obwodów.

Jako podstawowe narzędzie, funkcja przenoszenia upraszcza ocenę zachowania obwodu na różnych częstotliwościach w inżynierii i elektronice.