雷電波形有許多特點(diǎn)，但主要屬性與幅度、頻率和相位有關(guān)

發(fā)布時(shí)間:2019/8/29 9:55:34 訪問(wèn)次數(shù):3233

“波”可以定義為在某個(gè)時(shí)間間隔上重復(fù)的變化量值的模式。波具有共同的特點(diǎn)，如聲波、腦電波、海浪、光波、電壓波等等。所有這些都是定期重復(fù)的現(xiàn)象，每個(gè)完整重復(fù)的波形是一個(gè)“周期”。波形是以圖形方式表示波的活動(dòng)，即隨時(shí)間變化情況。電壓波形是典型的Cartesian 橫軸是時(shí)間，豎軸是電壓。

波形有許多特點(diǎn)，但主要屬性與幅度、頻率和相位有關(guān)，波形的幅度、頻率和相位特點(diǎn)是信號(hào)發(fā)生器用來(lái)優(yōu)化幾乎任何應(yīng)用的波形的構(gòu)件。此外，還有其它參數(shù)進(jìn)一步定義了信號(hào)，在許多信號(hào)發(fā)生器中，這些參數(shù)也作為受控變量實(shí)現(xiàn)�！穹�

衡量波形電壓“強(qiáng)度”的指標(biāo)。幅度在 AC信號(hào)中一直變化。信號(hào)發(fā)生器可以設(shè)置電壓范圍，如-3 V 到+3 V。這將生成在兩個(gè)電壓值之間波動(dòng)的信號(hào)，變動(dòng)速率取決于波形和頻率。

●上升時(shí)間和下降時(shí)間

邊沿轉(zhuǎn)換時(shí)間也稱(chēng)為上升時(shí)間和下降時(shí)間，其特點(diǎn)通常與脈沖和方波有關(guān)。它們用來(lái)衡量信號(hào)邊沿從一種狀態(tài)轉(zhuǎn)換成另一種狀態(tài)所需的時(shí)間。

上升時(shí)間和下降時(shí)間都在轉(zhuǎn)換前和轉(zhuǎn)換后10% 與90% 的靜態(tài)電壓電平之間測(cè)得( 有時(shí)也使用20% 和80% 這兩個(gè)點(diǎn))。下圖說(shuō)明了一個(gè)脈沖及與其相關(guān)的部分特點(diǎn)。這是在相對(duì)于進(jìn)入信號(hào)頻率采樣率很高時(shí)，示波器上看到的脈沖。在采樣率較低時(shí)，同一波形看上去要“方”得多。

●頻率

整個(gè)波形周期發(fā)生的速率。頻率的單位是赫茲(Hz)，原來(lái)稱(chēng)為每秒周期數(shù)。頻率與波形周期( 或波長(zhǎng)) 成反比，后者是衡量相鄰波上兩個(gè)類(lèi)似波峰之間距離的指標(biāo)。頻率越高，周期越短。

●相位

在理論上，相位是波形周期相對(duì)于 0 度點(diǎn)的位置。在實(shí)踐中，相位是周期相對(duì)于參考波形或時(shí)點(diǎn)的位置。正弦波可以最好地解釋相位。正弦波的電壓電平在數(shù)學(xué)上與圓周移動(dòng)有關(guān)。與整個(gè)圓一樣，正弦波的一個(gè)周期會(huì)經(jīng)過(guò)360度，正弦波的相角描述了周期經(jīng)過(guò)的時(shí)間。

兩個(gè)波形可以有完全相同的頻率和幅度，但相位不同。相移也稱(chēng)為延遲，相移在電子器件中十分常見(jiàn)。上圖描述了兩個(gè)類(lèi)似的信號(hào)之間的定時(shí)差。

●脈寬

脈寬是脈沖前沿和后沿之間經(jīng)過(guò)的時(shí)間。注意，“前沿”適用于正向沿或負(fù)向沿，“后沿”亦然。換句話(huà)說(shuō)，這些術(shù)語(yǔ)說(shuō)明了一定周期內(nèi)事件發(fā)生的順序；脈沖的極性不影響其前沿或后沿狀態(tài)。上圖中，正向沿是前沿。脈寬指標(biāo)表示了前沿和后沿50% 幅度點(diǎn)之間的時(shí)間。

另一個(gè)術(shù)語(yǔ)是“占空比”，用來(lái)描述脈沖的高低( 開(kāi)/關(guān)) 時(shí)間間隔。圖5 中的實(shí)例表示50% 的占空比。相比之下，如果一個(gè)循環(huán)的周期是100 ns，其活動(dòng)的高( 開(kāi)) 電平持續(xù)60 ns，那么其占空比為60%。舉一個(gè)形象的占空比實(shí)例，想象一下有一個(gè)激勵(lì)器在每次一秒鐘的突發(fā)活動(dòng)之后必須休息三秒鐘，以防止發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱。激勵(lì)器每四秒休息三秒，那么占空比為25%。

●偏置

并不是所有信號(hào)的幅度變化都以接地(0 V) 參考為中心�！捌谩� 電壓是電路接地和信號(hào)幅度中心之間的電壓。事實(shí)上，偏置電壓表示同時(shí)包含AC 值和DC值的信號(hào)的DC 成分，如下圖所示。

●差分信號(hào)與單端信號(hào)

測(cè)量沖擊電流一般用無(wú)鐵心的“空心”互感器，把副線圈圍住載有被測(cè)電流的導(dǎo)體，以避免沖擊電流高頻分量產(chǎn)生的缺損影響測(cè)量準(zhǔn)確度，且較高的di/dt也可感應(yīng)出足夠的測(cè)量信號(hào)[1]。此種測(cè)量用的副線圈即“羅哥夫斯基線圈”,其屏蔽盒外觀見(jiàn)圖2，其中1為羅哥夫斯線圈，2為鐵屏蔽盒，3為被測(cè)物，4為切斷環(huán)流開(kāi)槽，5為切斷磁旁路開(kāi)槽。?羅哥夫斯基線圈主要考慮以下幾個(gè)問(wèn)題：?①因雷電流的頻帶很寬(0～幾百kHz)，須增加等效電感和減少等效電阻。使繞制的線圈線徑盡可能大，尋找線圈的合適匝數(shù)可使等效電感增大。?②為使后級(jí)電路線性，必須使從羅哥夫斯基線圈輸出的電流的線性度好。?③采用高壓傳輸可減少干擾，為避免線圈出口處引線分岔和外磁場(chǎng)的干擾，將線圈一端的引線回頭穿入線圈內(nèi)部，再?gòu)牧硪欢顺鰜?lái)，這樣兩端的出頭便可合在一起；同時(shí)，在整個(gè)線圈外加屏蔽以防線圈和測(cè)量回路受不必要的電容耦合。為避免屏蔽在線圈處形成短路匝，應(yīng)在屏蔽上開(kāi)個(gè)小縫，以使主磁通進(jìn)入線圈。?請(qǐng)登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng)瀏覽更多信息

差分信號(hào)使用兩條互補(bǔ)路徑承載數(shù)量相等、但極性相反( 相對(duì)于接地) 的同一信號(hào)副本。在信號(hào)周期推進(jìn)，一條路徑的正值提高時(shí)，另一條路徑的負(fù)值會(huì)以相同程度提高。例如，如果在某個(gè)時(shí)點(diǎn)上的信號(hào)值在一條路徑上是+1.5 V，那么在另一條路徑上的值正好是-1.5V ( 假設(shè)兩個(gè)信號(hào)完全同相)。差分結(jié)構(gòu)特別適合抑制串?dāng)_和噪聲，而只傳送有效的信號(hào)。

單端操作是一種更加常用的結(jié)構(gòu)，其中只有一條路徑外加接地。