回路解析におけるSドメインと周波数ドメインの違いは何ですか?


ベストアンサー

基本的に、信号解析には時間ドメイン、Sドメイン、周波数ドメインがあります。信号は自然に時間領域で伝搬しているので、サンプルを採取して分析します。他の視点を見つけるには、時間ドメインをsドメインまたは周波数ドメイン(多くのドメインがありますが、これら2つが信号分析にとって最も重要です)に変換する必要があります。 sパラメータと呼ばれる両方のドメインで同じパラメータがあります。

Sドメインは、発信信号の情報を失うことのないドメインです。これは、べき級数の公式の一般化です。連続信号のラプラス変換を使用して、時間領域をs領域に変換します。情報を失うことなく、sドメインを時間ドメインに逆にすることができます。パラメータsは数学的にs =σ+jωです。これは、過渡状態と定常状態の分析です。

アプリケーション:

  1. 数学ツール(積分と微分、ODE問題、偏微分方程式問題などを単純化します。回路分析に最適なツール)
  2. システムの安定性を分析します(ただし、それだけでは不十分です。時間基準、nquist基準、ボードプロットの分析などがあります)

周波数ドメインは確認するドメインです。信号が振動する頻度。ドメインの安定性パラメータは考慮されていません。フーリエ変換を使用して、時間領域を周波数領域に変換します。周波数領域を時間領域に反転させる場合、初期条件と安定性を前提としています。数学的にはパラメータs =jω。これは定常状態の分析です。

アプリケーション:

  1. 信号の周波数応答を分析します(たとえば、共振周波数、帯域幅サイズ)
  2. マイクロ波telcoハードウェア設計(信号発生器、増幅器、フィルター、減衰器、コンバイナーなど)
  3. システムのインパルス応答とtelco信号を分析します(ただし、十分ではなく、ヒルベルト変換などが必要になる場合があります)
  4. 数学ツール畳み込み演算とパーセバルの定理の場合

回答

これらは関連しています。通常、s = j =j2πfが表示されます。厳密には、これは定常状態の信号に対してのみ有効です。完全な形式はs =σ+ jです。ここで、σは「過渡応答」の項です。これは、信号をe ^(+ j)t = e ^ te ^ jt = e ^ t costとして表すオイラーの方程式に由来します。

fではなくsで処理を行うと、次のような特定の簡略化が可能になります。 (複雑)インダクタとコンデンサのjsLや-js / Cなどの簡略化されたインピーダンス項を使用して、抵抗回路を解くのとまったく同じ方法でインピーダンス回路を代数的に解きます(テブナン/ノートンの縮約、並列/直列の縮約、オームの法則など)。 。項が少ないほど、より直接的で、エラーが発生しにくく、より明白な代数になります。

したがって、ラプラス変換とsを使用すると、すべてのLdi / dtおよびCdv / dt項(つまり微積分)を削除して置き換えることができます。それらは複雑な代数であり、(定常状態で)時間変数の必要性を排除します。これは、計算/分析/合成時間の大きなメリットです。この方法で、ほぼすべての回路を手動で計算できます。

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