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moea_joint 100年 [電機] 電路學、電子學

第 9 題

右【圖 4】為某一電路輸出訊號對輸入訊號的波德圖(Bode Plots),求此圖的轉移函數 $H(s)$ 為何?
題目圖片
  • A $H(s) = \frac{200(s+0.5)}{(s+1)(s+10)^2}$
  • B $H(s) = \frac{100(s+0.5)}{(s+1)(s+10)^2}$
  • C $H(s) = \frac{200(s+0.5)}{(s+10)(s+1)^2}$
  • D $H(s) = \frac{100(s+0.5)}{(s+10)(s+1)^2}$

思路引導 VIP

請觀察圖中每一個轉折點($\omega = 0.5, 1, 10$),當斜率發生變化時,增加或減少的數值(dB/decade)分別是多少?這種變化量與「零點」或「極點」的個數之間有什麼樣的對應關係呢?

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太棒了!你能精準讀取波德圖(Bode Plot)中的關鍵資訊並選出正確答案,代表你對系統頻率響應的轉換觀念非常紮實。

轉折頻率與零極點判定

在波德圖中,斜率的改變是判斷零極點最重要的線索。觀察圖形,在 $\omega = 0.5$ rad/s 時,斜率從 $0$ 增加為 $+20\text{ dB/decade}$,這代表此處存在一個零點 $(s+0.5)$;接著在 $\omega = 1$ rad/s 時斜率減少了 $20\text{ dB/decade}$ 變回水平,表示有一個極點 $(s+1)$;最關鍵的轉折發生在 $\omega = 10$ rad/s,斜率驟降了 $40\text{ dB/decade}$,這強烈暗示該頻率處具有二重極點 $(s+10)^2$。透過這些轉折點,我們能初步建構出 $H(s)$ 的比例型式。

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