Cálculo de la magnitud de Bode

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Considere la siguiente función de transferencia

$$ G (s) = \ frac {1 \ veces 10 ^ 6 \, s} {s + 1} $$

Si evalúo analíticamente la magnitud de dB a una frecuencia de 0,1 rad / s, tenemos

$$ \ text {Mag. a 0.1 rad / s} = 20 \, \ log \ frac {1 \ times 10 ^ 5} {1.1} \ simeq 99 \, \ text {dB} $$

y dB de forma analítica a la frecuencia 1 rad / s, tenemos

$$ \ text {Mag. a 1 rad / s} = 20 \, \ log \ frac {1 \ times 10 ^ 6} {2} \ simeq 114 \, \ text {dB} $$

Si comenzamos a 0.1 rad / s con 99 dB, podemos decir que una década más tarde, es decir, 1 rad / s, obtendremos unos 119 dB debido al término cero. Pero estamos obteniendo 114 dB con el cálculo analítico. ¿Por qué unos 6 dB por debajo de 119 o 120 dB y no solo 3 dB por debajo para alcanzar unos 117 dB?

El gráfico de la magnitud real de dB está debajo:

Mi pregunta sería por qué obtengo 114 dB con el cálculo analítico. Este valor parece demasiado bajo.

    
pregunta user11206

1 respuesta

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La amplitud de la bode-plot se encuentra al atravesar el eje imaginario, o

$$ s = j \ omega $$

Entonces, la fórmula para la amplitud debería ser en realidad

$$ A_ {dB} = 20 \ cdot \ log_ {10} \ left (\ left | \ frac {10 ^ 6 \ cdot j \ omega} {j \ omega + 1} \ right | \ right) $ $

Para \ $ \ omega = 0.1 \ $ y \ $ \ omega = 1 \ $:

$$ A_ {dB} (0.1) = 20 \ cdot \ log_ {10} \ left (\ frac {10 ^ 6 \ cdot 0.1} {\ sqrt {0.1 ^ 2 + 1 ^ 2}} \ right) = 99.96 \ dB $$

$$ A_ {dB} (1) = 20 \ cdot \ log_ {10} \ left (\ frac {10 ^ 6 \ cdot 1} {\ sqrt {1 ^ 2 + 1 ^ 2}} \ right) = 116.99 \ dB $$

La "regla" de 20dB / década o 6dB / octava solo se mantiene de forma asintótica . Cuanto más te acerques a la frecuencia de la esquina, peor es la aproximación. En su caso, esa frecuencia de esquina es \ $ \ omega_c = 1 \ $, por lo que la aproximación será la peor.

La frecuencia de la esquina también es el punto donde se intersectan estas asíntotas. Este es el punto donde la parte imaginaria del denominador (\ $ j \ omega + 1 \ $) comienza a dominar sobre la parte real, o \ $ | j \ omega | = | 1 | \ $, que es el caso de \ $ A_ {dB} (1) \ $. Terminas dividiendo por \ $ \ sqrt {2} \ $, que es aproximadamente 3dB.

    
respondido por el Sven B

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