8. Логарифмические частотные характеристики.
Передаточная функция одномерной разомкнутой управляемой системы, описываемой линейным дифференциальным уравнением
(3.67)
где
(3.68)
имеет следующий вид:
(3.69)
При дифференциальное уравнение (67) имеет частное решение:
(3.70)
где
Величина называется коэффициентом усиления разомкнутой управляемой системы.
Обозначая
(3.71)
можно представить передаточную функцию разомкнутой управляемой системы в следующем виде:
(3.72)
Функция называется, как указано выше, частотной характеристикой разомкнутой управляемой системы. Обозначая через модуль функции , а через аргумент этой функции, будем иметь
(3.73)
или
(3.74)
где
(3.75)
Логарифмируя левую и правую части выражения (74), получим
(3.76)
Логарифмической амплитудной частотной характеристикой называется функция
(3.77)
В качестве аргумента функции принимается .
Функция
в качестве аргумента которой принимается , называется логарифмической фазовой частотной характеристикой.
Величина выражает усиление системы в принятых в акустике единицах — децибелах (1 децибел = 0,1 бел). Усиление, при котором мощность сигнала возрастает в раз, считается равным q бел. Мощность сигнала пропорциональна квадрату амплитуды сигнала. Пусть, например, децибел. При этом . Мощность сигнала возросла в раз, что и соответствует коэффициенту усиления, равному 4 белам. При построении графика функции по оси абсцисс откладываются значения , а по оси ординат — значения функции в децибелах.
При построении графика функции по оси абсцисс откладываются значения , а по оси значения в радианах.
За единицу длины по оси абсцисс применяются логарифмические единицы - октава и декада. Октавой называется отрезок оси , заключенный между значениями и . Длина этого отрезка, как легко видеть, не зависит от значения :
Декадой называется отрезок оси , заключенный между значениями и . Длина декады не зависит от значения