模拟电路与数字电路基础之模拟信号与数字信号 学习笔记
信號的特點的是不斷變化的
一、什么是模擬信號
與溫度、壓力、流量、聲音等信號具有相似的波形的電壓和電流,稱為電路中的模擬信號。
模擬信號的特點:在時間和數值上具有連續性的信號。
聲音轉化的模擬信號
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二、什么是數字信號
數字信號的特點:在時間和數值上具有離散性的信號。
數字信號與模擬信號相對應。
三、正弦電壓信號的波形與數字表達式
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- 模擬信號跟模擬電路有關;
- 最基本的模擬信號是正弦信號;
- 可以用正弦函數或余弦型號描述的信號稱為模擬信號(sin與cos函數可以相互轉換);
- Um(振幅或峰值):描述信號的大小強弱。
- f(頻率):描述信號的變化快慢。
- 頻率與周期之間的關系? T=1/f;
- 頻率與角頻率之間的關系:ω=2πf;
- θ:初始相位,描述信號在0時刻的相位情況;
3.1、相量分析法
在電路中分析正弦穩態響用的是相量分析法。
相量是人為構建的復數
內容:取正弦量的振幅或者有效值作為復數的幅值,正弦量的初始相位作為復數的相角,就可以得到振幅相量或有效值相量。
相量分析時所有的正弦量用相量表示,電阻、電容、電感統一為阻抗的形式有以下關系:
相量分析法的兩種應用情況:
1、僅針對于某一個特定頻率進行分析,頻率或者角頻率作為已知的參數,得到電路在當前頻率點情況下的結果。
2、將頻率或者角頻率作為變量,對一段頻率范圍內進行分析,得到電路與頻率有關的響應情況。
3.2、周期信號
正弦信號是最基本的模擬信號。
周期信號:任何周期函數都可以用直流加正弦或者余弦函數構成的無窮級數來表示。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?或者說一個周期信號可以由無數個正弦量進行疊加,里面含有很多個頻率。
周期信號在頻譜上體現為直流分量,基波頻率,以及很多此的諧波疊加。
傅里葉級數:
任何周期函數都可以用正弦函數和余弦函數構成的無窮級數來表示(選擇正弦函數與余弦函數作為基函數是因為它們是正交的),后世稱傅里葉級數為一種特殊的三角級數,根據歐拉公式,三角函數又能化成指數形式,也稱傅立葉級數為一種指數級數
3.2、相關概念理解
3.2.1、阻抗
- 概念:在具有電容、電阻、電感的電路中,對電路中的電流所起的阻礙作用稱為阻抗(電容、電感、電阻對交流電所起的阻礙的統稱)。
- 描述:表示元件性能或一段電路電性能的物理量。
- 阻抗常用Z表示,實部稱為電阻,虛部稱為電抗,阻抗是一個復數。
- 感抗:電感對電路中交流電所起的阻礙作用稱為感抗。
- 容抗:電容對電路中交流電所起的。
3.2.2、復數
- 形如z=a+bi(a,b均為實數)的數稱為復數,其中a稱為實部,b稱為虛部,i稱為虛數單位。
- 當z的虛部等于零時,常稱z為實數。
- 當z的虛部不等于零時,實部等于零時,常稱z為純虛數。
- 復數域是實數域的代數閉包,即任何復系數多項式在復數域中總有根。
3.2.3、數域
設P是由一些復數組成的集合,其中包括0與1,如果P中任意兩個數的和、差、積、商(除數不為0)仍是P中的數,則稱P為一個數域。
3.2.4、復數域
復數所在的集合。
3.2.5、實數域
實數所在的有理集合,具有連續性、完備性、有序性。(實數:有理數和無理數的統稱)
3.2.6、代數
- 代數是研究數、數量、關系、結構與代數方程(組)的通用解法及其性質的數學分支。
- 初等代數的基本思想:研究當我們對數字作加法或乘法時會發生什么,以及了解變量的概念和如何建立多項式并找出它們的根。
- 代數的研究對象不僅是數字,而是各種抽象化的結構。在其中我們只關心各種關系及其性質,而對于“數本身是什么”這樣的問題并不關心。
- 常見的代數結構類型有群、環、域、模、線性空間等。
- 高等代數:代數學發展到高級階段的總稱,它包括許多分支。大學里開設的高等代數,一般包括兩部分:線性代數、多項式代數。
- 高等代數在初等代數的基礎上研究對象進一步的擴充,引進了許多新的概念以及與通常很不相同的量,比如最基本的有集合、向量和向量空間等。
3.2.7、代數閉包
代數閉包:是一個域的最大代數擴域。若域F的代數擴域Ω為代數閉域,則稱Ω為域F的一個代數閉包。
3.2.8、代數擴域
若域F的一個擴域E的每一個元都是F上的一個代數元,那么E叫做F的一個代數擴域(擴張)
3.2.9、代數元
代數元(algebraic element)是域論的基本概念之一。設K是域F的擴域,K中元α稱為F上代數元,是指α為F上某非常量多項式f(x)的根。
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四、常用希臘字母
| 大寫 | 小寫 | 英文讀音 | 國際音標 | 意義 |
| Α | α | alpha | /?&?lf?/ | 角度,系數,角加速度 |
| Β | β | beta | /'beit?/ | 磁通系數,角度,系數 |
| Γ | γ | gamma | /'g?m?/ | 電導系數,角度,比熱容比 |
| Δ | δ | delta | /'delt?/ | 變化量,屈光度,一元二次方程中的判別式 |
| Ε | ε | epsilon | /ep'silon/ | 對數之基數,介電常數 |
| Ζ | ζ | zeta | /'zi:t?/ | 系數,方位角,阻抗,相對粘度 |
| Η | η | eta | /'i:t?/ | 遲滯系數,效率 |
| Θ | θ | theta | /'θi:t?/ | 溫度,角度 |
| Ι | ι ? | iota | /ai'oute/ | 微小,一點 |
| Κ | κ | kappa | /'k?p?/ | 介質常數,絕熱指數 |
| ∧ | λ | lambda | /'l?md?/ | 波長,體積,導熱系數 |
| Μ | μ | mu | /mju:/ | 磁導系數,微,動摩擦系(因)數,流體動力粘度 |
| Ν | ν | nu | /nju:/ | 磁阻系數,流體運動粘度,光子頻率 |
| Ξ | ξ | xi | /ksi/ | 隨機數,(小)區間內的一個未知特定值 |
| Ο | ο | omicron | /oumaik'r?n/ | 高階無窮小函數 |
| ∏ | π | pi | /pai/ | 圓周率,π(n)表示不大于n的質數個數 |
| Ρ | ρ | rho | /rou/ | 電阻系數,柱坐標和極坐標中的極徑,密度 |
| ∑ | σ ? | sigma | /'sigm?/ | 總和,表面密度,跨導,正應力 |
| Τ | τ | tau | /tau/ | 時間常數,切應力 |
| Υ | υ | upsilon | /ju:p'sil?n/ | 位移 |
| Φ | φ | phi | /fai/ | 磁通,角,透鏡焦度,熱流量 |
| Χ | χ | chi | /kai/ | 統計學中有卡方(χ^2)分布 |
| Ψ | ψ | psi | /psai/ | 角速,介質電通量 |
| Ω | ω | omega | /'oumig?/ | 歐姆,角速度,交流電的電角度 |
總結
以上是生活随笔為你收集整理的模拟电路与数字电路基础之模拟信号与数字信号 学习笔记的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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