Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Б.И. Дубовик. Электроника. Конспект лекций для студентов направления 550200 (Автоматизация и управле.doc
Скачиваний:
85
Добавлен:
22.01.2014
Размер:
980.99 Кб
Скачать

Синусоидальный сигнал.

 

Такой сигнал имеет вид, представленный на рис. 1.3.

 

 

Рис. 1.3. Синусоидальный сигнал.

 

Величина пикового значения Up называется амплитудой волны. Синусоидальная форма волны является периодической, т.е. она повторяется. Время полного цикла обозначено буквой Т и называется периодом синусоидальной волны. С периодом связано понятие частота, обозначаемое f. Соотношение между частотой и периодом имеет вид: f= 1/T. Единицей частоты является герц (Гц). 1 Гц = 1 цикл/сек. Выражение, объединяющее информацию об амплитуде и частоте для напряжения, показанного на рисунке, имеет вид:

 

 

Каждый раз, когда угол 2ft увеличивается на 2рад. или 360 град., форма волны повторяется. Отсюда можно определить круговую частоту, обозначаемую через:

 

 

Единица измерения круговой частоты – радиан/секунда (т.е. частота, равная 1 Гц ) соответствует круговой частоте 2рад/с. С пиковой амплитудой связана величина, которая называется СРЕДНЕ КВАДРАТИЧНОЙ (ЭФФЕКТИВНОЙ) амплитудой и часто применяется для обозначения синусоиды. Среднеквадратичная амплитуда равна корню квадратному из усредненного по времени значения квадрата величины сигнала данной формы. Для синусоиды эффективная амплитуда Uэфф и пиковая Uр связаны следующим образом:

 

 

Следовательно, синусоида в уравнении (1.1) может быть записана в виде:

 

 

Имея дело с синусоидальными сигналами, удобно вместо амплитудных значений использовать эффективные. Например, напряжение в энергосети, питающей дома, предприятия, изменяется с частотой 50 Гц по синусоидальному закону. Считают, что это напряжение равно 220 В. Значит, амплитудное пиковое напряжение в линии составляет:

 

 

Кроме синусоидального сигнала, часто используются другие типы сигналов.

 

Прямоугольный (меандровый) сигнал.

 

Такой сигнал имеет вид, представленный на рис.1.4.

 

 

Рис. 1.4. Меандровый сигнал.

 

 

Как и синусоидальный прямоугольный сигнал характеризуется амплитудой и частотой. Для такого сигнала эффективное значение равно просто амплитуде. Форма реального прямоугольного сигнала отличается от идеального прямоугольника. Обычно в электромагнитной схеме время нарастания сигнала tн составляет от нескольких наносекунд до нескольких микросекунд.

 

Линейно-меняющиеся сигналы.

 

Линейно-меняющийся сигнал – это напряжение, возрастающее (или убывающее) с постоянной скоростью. Примером такого сигнала является пилообразное напряжение (рис. 1.5) и сигнал треугольной формы (рис. 1.6).

 

рис. 1.5. Пилообразный сигнал.

 

 

рис. 1.6. Сигнал треугольной формы.

Импульсные сигналы.

 

 

рис. 1.7. Периодический импульсный сигнал.

 

Импульсные сигналы характеризуются амплитудой и длительностью. Если импульсы периодически повторяются, то в этом случае говорят о частоте повторения и о скважности импульсов. Скважность импульсов равна отношению длительности импульса к периоду повторения (рис. 1.7.)

 

Импульсы могут иметь положительную и отрицательную полярность (пьедестал) (рис. 1.8).

 

рис. 1.8. Импульсные сигналы различной полярности.

 

Сигнал шумов.

 

Сигналы шумов являются теми сигналами, которые мешают нормальной работе приборов и устройств, ограничивая их возможности. Например, минимальные напряжения и токи, которые могут быть измерены электронными приборами (вольтметрами и амперметрами) ограничены уровнем шума, действующим на вход прибора совместно с измеряемым сигналом. Одним из наиболее распространенных типов шумовых сигналов является белый шум с гауссовским распределением в ограниченном спектре частот. Шумовой сигнал такого типа генерирует, например, резистор, он создает неприятности при всевозможных измерениях, в которых требуется высокая чувствительность.