پاسخ ضربه (Impulse Response) در یک مدار مرتبه اول (مثل RC یا RL)، رفتار مدار را هنگامی توصیف میکند که ورودی آن یک ضربه ایده‌آل (یک سیگنال با مدت زمان بینهایت کوتاه و انرژی محدود، شبیه یک شوک آنی) باشد. این پاسخ، الگوی رفتاریِ ذاتی مدار را نشان می‌دهد و مانند "اثر انگشت" مدار عمل میکند!
چرا پاسخ ضربه مهم است؟
کشف ویژگی‌های پویای مدار: پاسخ ضربه، اطلاعات حیاتی درباره سرعت واکنش مدار، میرایی و حافظه داخلی آن (ناشی از خازن یا سلف) را فاش میکند. با تحلیل این پاسخ، می‌توان پیش‌بینی کرد مدار به هر ورودی دلخواه (حتی پیچیده) چگونه واکنش نشان می‌دهد.
پایه تئوری سیستم‌ها: این پاسخ، هسته اصلی آنالیز سیستم‌های خطی تغییرناپذیر با زمان (LTI) است. از طریق آن می‌توان پاسخ به هر ورودی را با کانولوشن (ترکیب) ورودی با پاسخ ضربه محاسبه کرد.
رفتار فیزیکی در مدارها:
در مدار RC: یک ضربه ولتاژ (مثلاً یک اسپایک کوتاه) روی خازن، باعث تغییر ناگهانی ولتاژ خازن می‌شود (چون جریانِ بینهایتِ لحظه‌ای، بار را فوراً منتقل میکند). سپس مدار به‌صورت نمایی به سمت صفر برمی‌گردد (تخلیه خازن از طریق مقاومت).
در مدار RL: یک ضربه جریان (مثلاً اتصال کوتاهِ لحظه‌ای)، باعث جهش ناگهانی جریان سلف می‌شود (سلف با القای EMF مخالف، جلوی تغییر جریان را می‌گیرد). سپس جریان به‌صورت نمایی به حالت اولیه بازمی‌گردد.
اثر ثابت زمانی (τ):
τ کوچک (مدار سریع): پاسخ ضربه سریع‌تر میرا می‌شود (مثلاً در مدارهای RC با مقاومت کوچک، خازن سریع تخلیه می‌شود).
τ بزرگ (مدار کند): پاسخ ضربه آهسته‌تر محو می‌شود (مثلاً سلف با اندوکتانس بالا، جریان را برای مدت طولانی‌تر نگه می‌دارد).
کاربردهای عملی:
تست سیستم‌ها: با تزریق یک پالس بسیار کوتاه (تقریباً ضربه) به مدار، پاسخ ضربه اندازه‌گیری می‌شود تا پایداری یا نویزپذیری سیستم تحلیل شود (مثل تست بلندگوها یا خطوط انتقال).
طراحی فیلترها: پاسخ ضربه مشخص میکند یک مدار RC/RL چگونه فرکانس‌های مختلف را تضعیف یا عبور می‌دهد (مثلاً در فیلترهای پایین‌گذر).
ارتباطات سیگنال: در سیستم‌های دیجیتال، پاسخ ضربه به پیش‌بینی اعوجاج پالس‌ها در کانال‌های ارتباطی کمک میکند.
نکته کلیدی:
پاسخ ضربه مشتق پاسخ پله است (و برعکس). یعنی اگر پاسخ پله را بدانید، می‌توانید رفتار مدار به ضربه را استخراج کنید! این رابطه، تحلیل مدارهای دینامیکی را ساده‌تر میکند.
به زبان ساده: پاسخ ضربه، "واکنش لحظه‌ای" مدار به یک شوک آنی است که تمام رازهای دینامیکی آن را آشکار می‌سازد.
برای دیدن نسخه کامل فایل، لطفا پست را ذخیره کنید
×