作者jamtu (月光下的智慧)
看板Electronics
标题Re: [问题] pole 与 zero 的意义
时间Tue Jun 12 16:32:03 2012
※ 引述《ZRong (21)》之铭言:
: transfer function = Vo/Vi = p(s)/q(s)
: p(s)为zero的多项式
: q(s)为pole的多项式
: 先从pole来说好了 数学的角度说transfer function要为无限大
: 我们往往是令q(s)=0以获得如此结果
: 或者用电路的角度来看 就是让Vi=0的时候 Vo=/=零
: 再换句话说 就是没有输入的时候 输出不为零的样子
: 那麽 什麽时候上面那句话会发生呢?
: RC电路为例
: Vi---^V^V^V^V^V^V----------------Vo
: R |
: === C
: |
: GND
: 当Vi=0 若Vo不要等於零 那唯一可能性就是电容储存电荷
: 假使如此 那从电路学的分析来看 Vo波形就是exp函数了
: 而且time constant=RC
: 所以总括上面的实验来看
: 让系统的Vi为零 观察Vo的反应自然得到该系统的"特性" 例如本例中的time constant
: 这样的特性就是pole
你所描述的是找pole的方法,而不是"pole frequency"是怎麽被推论得到的
这之中有逻辑的错误:
"无限大"的概念是发生在 s = -1/RC 注意s是负值
也就是你令 s = -1/RC 能够让 q(s) = 0
但是你在讨论实际的case中,你引用了"无限大"的概念
也就是你描述到找出一个电路,来让Vout不等於0,when Vi = 0
前者我们找到 s = -1/RC,後者我们发现RC = time constant
同样你以"无限大"出发
但是你无法合理解释的事情是为什麽会差一个负号
直观上,要有 s = -1/RC才会有无限大这种事情发生
而我们在电路的case看不到负号这样的东西
这是99.9%的人学习的最大痛点
最後要理解这些事情根本的原因,你还是得从头来
我所不接受的点是硬塞一个"无限大"的概念在RC电路里头
去说initial state是电容有电,然後RC放电
看似有逻辑,其实不然
这个东西 不是这样导证的
事实上根本也不用加入"无限大"这个概念来看
直接去记得RC是pole frequency就可以了
我举一个等价的谬论:
我们令p(s)=0 可以得到zero,也就是Vi不管是多少,Vo都是zero
而在上述的电路中,唯一可能的解就是一开始电容没有电
而且系统会随着RC time constant充电到Vo跟Vi一样
於是我们说,这个电路有一个zero是1/RC
如果你要证明我错,你必须回到fundamental
: 顺带一题 系统的"特性"和pole 很直观的可知 和输入信号是无关的
: 如果把上述电路带入bode图来看
: 若Vi频率远小於系统的pole
: RC充放电的反应速度很足够
: 所以Vo永远追的上Vi
: 在图上看到的就是平的
: 反之
: Vi频率过高 Vo就追不上Vi了
: 所以Bode图就看到往下掉的现象
: 不但会掉下来 而且还发现会有Vo落後Vi的现象 所以会有phase plot
: 至於Vo能否追上Vi
: 我们把转折点视为pole的频率
: 这样定义可以用很多观点来理解
: 其中一个是 在跟频率的时候 电阻和电容的阻抗是一样的
: 至於zero 就是让p(s)为零
: 或者说 特定的Vi造成Vo始终为零
: 这个可以先想想怎样才会发生上述的情形........
我们在实际电路中的确能够去解这样的case
而我同样不认为在你解出s等於多少
写入转移函数中
这个转移函数会有任何"零"的特性
: ...........
: 先到这里吧
: bbs系统不是很好回应问题
: 另外物理意义乃是看待数学的一种观点 会因人或因领域而异
: 欢迎指教
要用物理观点去理解 pole/zero
绝对不能认为
pole => 在电路里面看得到无限大
zero => 在电路里面某个case会有output = 0
他们在转移函数的数学定义上,与在电路中造成的影响不一样
你应该能够从经验去了解并导证以下现象(不包括所有case)
LHP pole => 电路里面有RC放电的情形
RHP pole => 等效出一个负电阻,有人在给他能量或是自我trigger,越生越大 tacata
LHP zero => overshoot in step response
RHP zero => 米勒电容让你的gain掉不下去但是phase拼命掉接负回授震荡QQ
从以上的case我们可以发现
会有无限大概念的是 RHP pole
而在zero里面我们看不到"零"这个概念
反而在RHP zero接负回授以後有人要震荡了,又是个无限大的概念
千万千万千万千万不要
尝试从"pole是无限大,zero是零"的角度来
理解电路
电路不是在
pole,
zero上使用
而是在
pole frequency,
zero frequency上面使用
要理解其行为还是得从基本做起
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◆ From: 118.168.1.156
※ 编辑: jamtu 来自: 118.168.1.156 (06/12 17:31)
※ 编辑: jamtu 来自: 118.168.1.156 (06/12 17:32)
※ 编辑: jamtu 来自: 118.168.1.156 (06/12 18:02)
1F:推 jbc77728:在描频率响应函数大小和相位的时候是在jw轴上 06/12 18:36
2F:→ jbc77728:而不是整张的s domain 06/12 18:36
3F:→ jbc77728:我觉得盲点应该在这边 06/12 18:37
4F:推 ZRong:那个等价的谬论看不是很懂@@ 06/12 20:13
我没有表达好QQ
你对於pole的解释是,在电路内找到Vo/Vi等於无限大
亦即Vi等於0时Vo有一个value
这个情形是电容一开始有电荷慢慢漏电
那我也可以说,一个RC电路有一个zero,因为我在电路找到Vo/Vi等於0
亦即Vi不管是多少Vo都是0
这个情形是电容一开始没有电荷,慢慢充电
那一个RC电路到底是pole还是zero ?
如果你不搬出微分方程来证明第一个答案是对的
这两个论述都是等价的不正确
若你搬出微分方程来解释第一个答案
你会发现这跟"无穷大"毫无关联
你发现的事情是,pole frequency = 负的pole
※ 编辑: jamtu 来自: 140.112.48.152 (06/12 20:53)
5F:推 pow:推tacata!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! 06/13 02:46
6F:推 obov:说真的pole zero只是拿来画bode plot 方便而以 06/13 03:06
7F:→ obov:这东西有啥物理意义? pole*0.99 跟pole有啥差? 06/13 03:07
8F:推 deathcustom:没错~~~所以3MHz跟2.9MHz其实实作上没差,手算(模拟) 06/13 04:41
9F:→ deathcustom:有个大概就好 06/13 04:41
10F:→ ZRong:"Vi不管是多少Vo都是0" ← 您给的例子没有做到这一点啊 06/13 13:16
在你的例子中,你是去"假设"输出端的电容存了任意电荷,输入端是零输入
在我的例子中,我也去"假设"输出端的电容存了零电荷,输入端是任意输入
这样应该够dual了
但是这样的approach跟pole/zero的定义八竿子打不着边
pole/zero不是这样来的
这很像我说:因为今天湖人输球,所以台湾天气很好 (先对不起湖迷)
但是你怎麽说服大家这件事情?
不能说,这个看事情的方法与角度跟事实吻合,我用不同的角度来看天气好这件事情
你还是得去证明因为湖人输球让太阳公公很开心出来跟大家打招呼
不然我也可以说:因为今天热火输球,所以台湾天气很好
※ 编辑: jamtu 来自: 118.168.1.156 (06/13 15:31)
11F:推 ZRong:还是不认为这样称得上dual 06/14 16:18
12F:→ jamtu:这样当然不是dual 两个同时错的东西 06/14 17:24
13F:→ jamtu:倘若放宽标准 就是dual 06/14 17:25
14F:→ jamtu:如果很严格认定这不是dual 那麽"电容一开始有电"的说法 06/14 17:25
15F:→ jamtu:是没有任何成立空间的 06/14 17:26