Delta-Star 变换可用于使用以下过程分析 Twin-T 网络:
- 两个 T 网络可以并行转换为孪生 Delta 网络:
- 将这两个 Delta 网络浓缩成一个 Delta 网络
将生成的 Delta 网络转换回 T 网络。
要查看无源双 T 的陷波行为,假设节点 2 接地,并将您在步骤 3 中获得的 Delta 网络视为分压器。
你会发现
$$H(s) =\frac{s^2 + {\omega_0}^2}{s^2 + 4s\omega_0 + {\omega_0}^2}$$的传递函数。
要查看自举的效果,假设节点 2 保持在电压 α Vout,其中 α 是介于 0 和 1 之间的某个比例因子。T 网络仍然充当分压器,在 Vin 和 α Vout 之间进行分压。为了找到系统的行为,我们需要解方程$$v_\textrm{out} = \alpha \cdot v_\textrm{out} + H(s) ( v_\textrm{in} - \alpha\cdot v_\textrm{out} )$$,其中$$H(s)=Z_2/(Z_1 + Z_2)$$是没有反馈的传递函数。这样做,我们找到了一个新的传递函数:$$G(s) = \frac{1}{(1-\alpha)\frac{1}{H(s)} + \alpha}$$。请注意,对于\$\alpha=0\$(无反馈),我们有\$G(s)=H(s)\$,正如预期的那样。对于\$\alpha=1\$,系统变得不稳定。绘制 0 到 1 之间的 alpha 值的函数,我们发现缺口的 Q 值大幅增加。
得到的传递函数为:
$$G(s) =\frac{s^2 + {\omega_0}^2}{s^2 + 4s\omega_0(\alpha - 1) + {\omega_0}^2}$ $ .
当反馈增益\$\alpha\$改变时,频率响应如下所示:
各种变换的代数有点繁琐。我使用 Mathematica 来做到这一点:
(* Define the delta-star and star-delta transforms *)
deltaToStar[{z1_,z2_,z3_}]:={z2 z3, z1 z3, z1 z2}/(z1+z2+z3)
starToDelta[z_]:=1/deltaToStar[1/z]
(* Check the definition *)
deltaToStar[{Ra,Rb,Rc}]
(* Make sure these transforms are inverses of each other *)
starToDelta[deltaToStar[{z1,z2,z3}]]=={z1,z2,z3}//FullSimplify
deltaToStar[starToDelta[{z1,z2,z3}]]=={z1,z2,z3}//FullSimplify
(* Define impedance of a resistor and a capacitor *)
res[R_]:=R
cap[C_]:=1/(s C)
(* Convert the twin T's to twin Delta's *)
starToDelta[{res[R], cap[2C], res[R]}]//FullSimplify
starToDelta[{cap[C], res[R/2], cap[C]}]//FullSimplify
(* Combine in parallel *)
1/(1/% + 1/%%)//FullSimplify
(* Convert back to a T network *)
deltaToStar[%]//FullSimplify
starToVoltageDivider[z_]:=z[[2]]/(z[[1]]+z[[2]])
starToVoltageDivider[%%]//FullSimplify
% /. {s-> I ω, R -> 1/(ω0 C)} // FullSimplify