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信号波形及其术语

信号的“波形”是波的图形表示,以时间关系显示物理量。“正弦波”是指周期性波浪,其量随时间呈正弦变化;“脉冲”是指振幅从稳态转变 (梯度变化达到指定值) 并持续有限时间后返回原始状态的波形;“方波”是指脉冲以矩形形式周期性重复的序列;“脉冲”是指具有快速变化且持续时间短的脉冲。

在仪器中,波形是通过电压信号输入的,“参考电平”通常表示0V波形的振幅。

正弦波 (交流波)

  • mg-measurement-column-20020823-01

Vp:峰值
Vpp:峰值峰值
Vr:有效值=Vp/√2
T:重复周期 (s)
f:重复频率=1/ T (Hz)

脉波

  • mg-measurement-column-20020823-02

交流波形的大小表示为指定时间内波形的正或负最大值为“峰值”,正峰值和负峰值之间的差异为“峰值峰值”,交流电的瞬时值的绝对值表示为一个周期的平均值“平均值”,“有效值”表示为在同一电阻上消耗相同功率的直流值。
对于正弦波,峰值Vp、有效值Vr和峰值峰值Vpp具有以下关系:。

Vr=√2Vp (表示√2:2的平方根)
Vpp=2Vp

交流波形

  • mg-measurement-column-20020823-03

<平均值>

如果交流电的瞬时值的绝对值是一个周期的平均值并且交流电的瞬时值是a (t),则平均值由以下公式计算。

1/𝑇 ∫129_0^𝑇▒|𝛼(𝑡)|ⅆ𝑡

其中T是交流周期。

<有效值>

交流电的量值,以在同一电阻上消耗相同功率的直流值表示,等于交流电瞬时值的平方在一个周期内的平均值的平方根。设交流电的瞬时值为,其有效值由下式求出。

其中T是交流周期。

另外,为了表示要注意的现象出现的点,表示时间轴上表示时间流动的1个点的“时间点”,从现象开始到结束的时间“持续时间”,重复波形的1个周期的时间“ (重复) 周期” (“重复时间”),取该倒数“ (重复) 频率”,从某个时间点开始的“延迟时间”,周期时间是电角360度,延迟时间由电角表示的“相位”表示。

对于方波,稳态表示为“基线” (低电平),转换宽度表示为“脉冲幅度” (高电平),脉冲持续时间表示为“脉冲宽度”,脉冲序列中的重复频率表示为“脉冲重复频率”,脉冲宽度占一个周期的百分比表示为“脉冲占用率”,或者低电平与高电平之间的比率表示为“占空比”。

如果波形的基线与参考标高不同,则该波形被称为偏移,其幅度由基线相对于参考标高的振幅表示。

方波

  • mg-measurement-column-20020823-04

根据脉冲信号的传输情况,可能会出现以下情况:在转换之前发生的“预冲”失真、脉冲宽度小于脉冲宽度的“尖峰”失真、衰减振动失真、高电平 (应为水平) 失真或低电平 (应为倾斜) 失真。

带应变的波形

  • mg-measurement-column-20020823-05

旋转计等脉冲计数器计测器具有将信号输入部失真的波形整形为漂亮波形的功能的电路。
通常转换为脉冲,根据输入的大小,转换为两个不同的状态高电平和低电平,作为高电平和低电平边界的输入电压称为“阈值” (也称为阈值) 。
交流耦合电路的典型阈值为0V (过零) 。
在DC耦合中,有一种称为电平 (也称为触发电平) 的体积可以改变阈值设置。如果信号的振幅太小,有些死区无法运行。
目录等规格中记载了可操作的信号波形的种类、振幅、频率范围等。输入符合测量仪器的信号吧。

(摘自2002年8月23日发行的电子邮件杂志)