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雷电波形有许多特点,但主要属性与幅度、频率和相位有关

发布时间:2019/8/29 9:55:34 访问?#38382;?1043

“波”可以定义为在某个时间间隔上重复的变化量值的模式。波具有共同的特点,如声波、脑电波、海浪、光波、电压波等等。所有这些都是定期重复的现象,每个完整重复的波形是一个“周期”。波形是以图形方式表示波的活动,即随时间变化情况。电压波形是典型的Cartesian 横轴是时间,竖轴是电压。


波形有许多特点,但主要属性与幅度、频率和相位有关,波形的幅度、频率和相位特点是信号发生器用来优化几乎任何应用的波形的构件。此外,还有其它?#38382;?#36827;一步定义了信号,在许多信号发生器中,这些?#38382;?#20063;作为受控变量实现。●幅度

衡量波形电压“强度”的指标。幅度在 AC信号中一直变化。信号发生器可以设置电压范围,如-3 V 到+3 V。这将生成在两个电压值之间波动的信号,变动速率取决于波形和频率。

                

●上升时间和下降时间

边沿转换时间也称为上升时间和下降时间,其特点通常与脉冲和方波有关。它们用来衡量信号边沿从一种状态转换成另一种状态所需的时间。

上升时间和下降时间都在转换前和转换后10% 与90% 的静态电压电平之间测得( 有时也使用20% 和80% 这两个点)。下图?#24471;?#20102;一个脉冲及与其相关的部分特点。这是在相对于进入信号频率采样率很高时,示波器上看到的脉冲。在采样率较低时,同一波形看上去要“方”得多。

              

●频率

整个波形周期发生的速率。频率的单位是赫兹(Hz),原来称为每秒周期数。频率与波形周期( 或波长) 成反比,后者是衡量相邻波上两个类似波峰之间距离的指标。频率越高,周期越短。

●相位

在理论上,相位是波形周期相对于 0 度点的位置。在实践中,相位是周期相对于参考波形或时点的位置。正弦波可以最好地解释相位。正弦波的电压电平在数学上与圆周移动有关。与整个圆一样,正弦波的一个周期会经过360度,正弦波的相角描述了周期经过的时间。

两个波形可以有完全相同的频率和幅度,但相位不同。相移也称为延迟,相移在电子器件中十分常见。上图描述了两个类?#39057;?#20449;号之间的定时差。


●脉宽

脉宽是脉冲前沿和后沿之间经过的时间。注意,“前沿”适用于正向沿或负向沿,“后沿”亦然。换句话说,这些术语?#24471;?#20102;一定周期内事件发生的顺序;脉冲的极性不影响其前沿或后沿状态。上图中,正向沿是前沿。脉宽指标表示了前沿和后沿50% 幅度点之间的时间。

另一个术语是“占空?#21462;保?#29992;来描述脉冲的高低( 开/关) 时间间隔。图5 中的实例表示50% 的占空?#21462;?#30456;比之下,如果一个循环的周期是100 ns,其活动的高( 开) 电平?#20013;?0 ns,那么其占空比为60%。举一个形象的占空比实例,想象一下有一个激励器在每次一秒钟的突发活动之后必须休息三秒钟,以防止发动机过?#21462;?#28608;励器每四秒休息三秒,那么占空比为25%。

●偏置

并不是所有信号的幅度变化都以接地(0 V) 参考为中心。“偏置” 电压是电?#26041;?#22320;和信号幅度中心之间的电压。?#29575;?#19978;,偏置电压表示同时包含AC 值和DC值的信号的DC 成分,如下图所示。

●差分信号与单端信号

测量冲击电流一般用无铁心的“?#25307;摹?#20114;感器,把副线圈围住载有被测电流的导体,以避免冲击电流高频分量产生的缺损影响测量准确度,且较高的di/dt也可感应出足够的测量信号[1]。此种测量用的副线圈即“罗哥夫?#22815;?#32447;圈”,其屏蔽?#22411;?#35266;见图2,其中1为罗哥夫斯线圈,2为铁屏蔽盒,3为被测物,4为切断环流开槽,5为切断磁旁路开槽。?罗哥夫?#22815;?#32447;圈主要考虑以下几个问题:?①因雷电流的频带很宽(0~几百kHz),须增加等效电感和减少等效电阻。使绕?#39057;?#32447;圈线径尽可能大,寻找线圈的合?#35797;?#25968;可使等效电?#24615;?#22823;。?②为?#36141;?#32423;电路线性,必须使从罗哥夫?#22815;?#32447;圈输出的电流的线性度好。?③采用高压传输可减少干扰,为避免线圈出口处引线分岔和外磁场的干扰,将线圈一端的引线回?#21453;?#20837;线圈内部,再从另一?#39034;?#26469;,这样两?#35828;某?#22836;便可合在一起;同时,在整个线圈外加屏蔽以防线圈和测量回路受不必要的电容耦合。为避免屏蔽在线圈处形成短路匝,应在屏蔽上开个小缝,以使主磁通进入线圈。?请登陆:输配电设备网浏览更多信息


差分信号使用两条互补路径?#24615;?#25968;量相等、但极性相反( 相对于接地) 的同一信号副?#23613;?#22312;信号周期推进,一条路径的正值提高时,另一条路径的负值会以相同程度提高。例如,如果在某个时点上的信号值在一条路径上是+1.5 V,那么在另一条路径上的值正好是-1.5V ( 假设两个信号完全同相)。差分结构特别适?#24358;种?#20018;扰和噪声,而只传送有效的信号。

单端操作是一?#25351;?#21152;常用的结构,其中只有一条路径外加接地。

  


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