波德图是由贝尔实验室的荷兰裔科学家亨德里克·韦德·波德在1930年发明。波德用简单但准确的方法绘制增益及相位的图,因此他发明的图也就称为波德图。

波德图幅频图的频率用对数尺度表示,增益部分一般都用功率的分贝值来表示,也就是将增益取对数后再乘以20。由于增益用对数来表示,因此一传递函数乘以一常数,在波德增益图只需将图形的纵向移动即可,二传递函数的相乘,在波德幅频图就变成图形的相加。幅频图纵轴0分贝以下具有正增益裕度、属稳定区,反之属不稳定区:

波德图相频图的频率也用对数尺度表示,而相位部分的单位一般会使用度。配合波德相频图可以估算一信号进入系统后,输出信号及原始信号的比例关系及相位。例如一个Asin(ωt) 的信号进入系统后振幅变原来的k倍,相位落后原信号Φ,则其输出信号则为(Ak)sin(ωt+Φ),[4] 其中的k和Φ都是频率的函数。相频图纵轴-180度以上具有正相位裕度、属稳定区,反之属不稳定区

若将系统的增益以复数表示,则复数增益取对数后的虚部即为相位,因此二传递函数的相乘,在波德相位图上也是图形的相加。

波德图的增益和相位很难单独的变动、二者会互相牵扯,当调整系统的增益响应时,系统的相位响应也会随之变化,反之亦然。最小相位系统的增益和相位特性之间可以用希尔伯特转换来转换,因此知道其中一项即可求出另外一项。

若转换函数是有理函数,其零点及极点均为实数,则其波德图可以用几条渐近线的直线来近似,利用简单的规则即可以徒手绘制。若近似的波德图再修正每个截止频率时的增益值,则其近似值会更接近实际值。[1]

波德图的前提就是可以处理以下型式函数的对数值:

上述函数的对数值可以转换为极点及零点对数的和:

在绘制波德相位图时直接使用了上述的概念。增益图的绘制时则是以此概念为基础,因为每个极点或零点其增益的对数均从0开始,而且其渐近线只有一个转折点,因此绘制时可以再作简化。

波德图增益分贝值一般都利用 20log10(X)的公式。考虑以下的转换函数:

其中 及 是常数,s=jΩ,an,bn>0,而H是转换函数。

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