從零開始學電子之基礎篇

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大家早
我們繼續學習。
一起學習、一起進步。

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大家可能會問“這個世界上有天才嗎？”

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我是蠢才
比方說，別人認識一件事物只需要2個小時，而我則可能需要20年。前者是不是天才我不可知曉，但我絕對是一個蠢才是定了。

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“我不是天才，但我肯定是蠢才”
這是為什么呢？
因為我本來就很蠢啊，哈哈

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OK，我們繼續

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大家請看這個電路（系統）
我先說明一下，這個電路中我們用的電源和以前的有所不同。電源Vp是一個脈沖電壓源（后面我們還要介紹它的波形特征）。Rp是Vp的內阻，它等于0.1歐姆（100毫歐）。
大家可能會問虛線框是啥意思？是這樣的，我是想強調一下，虛線框內的都可以稱為系統。例如地系統（或地網絡），電源系統，負載系統等等。
嚴格的講甚至一根導線（一段網絡）都是系統。
系統劃分過細，會使分析過于復雜。常常是“忽略次要矛盾，強調主要矛盾”。

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好，大家請看vp(電源網絡）的輸出波形。
它是一個脈沖周期信號，脈沖高度為1V，寬度為5秒，周期為10秒。
這個信號其實是有1mS的延時的，但是這個波形上沒有顯示出來（時間軸過寬）。

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我們看看Vp的開始階段（時間軸長度為30mS）。因為我們只是用到它的開始階段（或高電平期間）作為系統的激勵信號。
大家可以看出來vp是有一定的延時的（1mS）。

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

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下一步我們該怎樣做呢

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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的響應嗎”

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OK，沒錯。的確是這樣想的

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我們來比較一下Vp和Vout（輸出信號或響應信號）的波形

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好，大家看到了紅色的波形是vp，藍色的波形是vout。時間軸長度為15mS
或者我們把vp稱之為激勵信號，把vout稱為響應信號也可以。
請大家明確，所謂的激勵和響應是有對象的。在這里我們是把這個LC低通濾波器作為對象。也就是說對這個LC系統進行激勵以便求得它的響應。
大家看出來這個輸出信號或響應信號vout的特點沒有？
沒錯，它是一個按照指數規律衰減的正弦信號。
為什么會這樣？
這是系統參數所決定的。在這里的系統參數就是L、C、和R（負載電阻和電源內阻）。
關于電場能量（存儲在電容器中）和磁場能量（存儲在電感器中）的交換以形成振蕩，并且最終初始能量（電場能量或磁場能量）通過電阻器轉換為輻射能量（熱能）的機理以及過程，在這里就不介紹了。這方面的資料很多，LC振蕩也是基礎的物理常識，大家可以參閱相關的資料。

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請大家注意Vp的內阻Rp的影響。雖然我們把Rp取值很小（0.1歐）但是它對這個電路系統來說還是有影響的

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我們看一下vp和vin的波形

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好，大家請看，藍色的信號是vin，紅色的信號是vp。似乎是重合的，其實不是

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我們把波形放大后看看，vin和vp還是有差異的。vin也出現了一個衰減的振蕩過程
說明電源內阻對系統的特性有一定的影響，而這種影響往往是不能忽略的。
請大家注意，在這里的vin、vp或vout都是對地（GND網絡）而言的。或者說是相對于參考地的電壓。而vin、vp或vout也可以看作是網絡標號，因為它們本身就代表了一段網絡（導體）。

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大家可能會問了，那么我們改變負載電阻RL的值后系統的階躍響應會怎樣呢？

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我們先把負載電阻RL取的很小等于0.1歐（和Rp相同）看看


好，藍色的信號是vout，紅色的信號是vp。大家可以發現，響應信號vout并沒有出現振蕩過程，而是由0按照指數規律上升到1/2 Vp。