请教谐波问题

1万 · 2010-2-20 19:14

你可以看一下我以前发的帖子

只看该作者 · 2010-2-20 19:20

那能不能这样理解，产生任何波形其实都是产生了N多正弦波，最后看到的波形只是合成的结果，本质上是各种谐波的叠加，因此就不存在纯的非正弦波。

只看该作者 · 2010-2-20 19:24

好的多谢了^_^，我去搜搜，多谢各位了

3万 · 2010-2-20 20:03

问题越扯越远，扯到物理层面了。

拿力学做比喻：
弦的振动(如提琴、吉他)或管内空气的振动(长笛、单簧管、管风琴)是可以分解成基波和频率为基波整数倍的谐波的，这一点与电振动很相似。
但棒的振动(木琴、三角铁)、板的振动(锣、镲)和膜(鼓)的振动就不行，不能分解成基波和频率为基波整数倍的谐波。棒的振动含不止一个频率，但较高的频率(陪音)并不是最低频率的整数倍。
很显然，棒的振动，其基音(最低频率)和陪音是同时产生的，而且并非由若干频率成整数倍的正弦波合成。那么，弦的振动和管内空气的振动其基音和陪音也是同时产生的，但却是由若干频率成整数倍的正弦波合成。
由此，多谐振荡器产生的方波，其各次谐波是和基波同时产生的。

3万 · 2010-2-20 20:08

同样，文氏电桥振荡器产生的信号，并非“空间中”存在各种频率的正弦波，由选频电路选出来我们所需要的频率。
文氏电桥振荡器产生的信号，并非纯粹正弦，总还有一点谐波，这谐波是由于放大器的非线性而产生的。

3万 · 2010-2-20 20:18

纯粹的正弦波不存在，正如直流不存在一样。即使是国家标准的标准电池，也不是纯粹的直流。
初中物理就讲匀速直线运动，但纯粹的匀速直线运动，必须是从无穷远处来，到无穷远处去，否则就不是纯粹的匀速直线运动。
纯粹直流，这个电压或电流必须是从开天辟地就没有变化过，而且延续到地老天荒，换句话说，时间上必须向前无限，向后也无限，才是纯粹直流。
正弦波也是一样，有限时间里的波形，就不是纯粹正弦。这是办不到的。

只看该作者 · 2010-2-20 20:30

to maychang: 那是不是可以理解成方波里的各种频率的谐波也是由于电路本身的非线性产生的，而为什么产生的是正弦波我就把它想成是自然规律就行了？

3万 · 2010-2-20 20:43

27楼：
产生方波的是多谐振荡器，多谐振荡器产生的信号只有一个，注意，只有一个。

你说的后半句，我没看懂。

只看该作者 · 2010-2-20 20:55

后半句意思是说谐波为什么是正弦波而不是其它波形，我意思不管它的根源就把各次谐波是正弦波想成是自然规律。
至于多谐振荡器你意思不管什么单片机、fpga最终在底层方波都是由多谐振荡器产生的，是吗？

产生的信号是一个，然后由于电路的非线性原因附带了产生了谐波，是这个意思吗？

3万 · 2010-2-20 21:40

29楼：
谐波不可能是其它波形，如果是其它波形就不是谐波了。
傅立叶展开的意思，是(符合某些条件)的周期函数，均可以用若干正弦函数之和来表达(傅立叶级数)。既然是用若干正弦函数之和来表达，何来谐波不是正弦之说？
其它函数，有其它表达方式，如勒让德级数，冯-诺依曼级数等等，这些你去问awey版主。

多谐振荡器是模拟方法产生方波，单片机等产生方波是由程序控制的。不管方波是由什么东西产生的(机械方法也可以产生方波)，产生出来的方波(或其它波形如三角波、锯齿波等等)，信号都只有一个。

“产生的信号是一个，然后由于电路的非线性原因附带了产生了谐波，是这个意思吗？ ”
不是。方波(或三角波，或锯齿波或别的什么波，只要不是纯正弦波)信号本身已经包含有谐波。

只看该作者 · 2010-2-20 21:50

“信号只有一个”那谐波也算信号啊，我意思能用滤波器滤出各次谐波来说明是好多信号在里面，谐波应该和方波是同时产生的吧？

3万 · 2010-2-20 22:10

“谐波应该和方波是同时产生的吧？”
很怀疑我前面的那些回复你是否看了。

2万 · 2010-2-20 22:40

周波（具有周期）可以分解成若看个基频整数倍的谐波之和，这是“数学”。

为何说这是数学？那时因为类似于空间坐标系来说（此有x,y,z基矢），这个基频整数倍的“谐波系”构成了一个关于此基频的所有周波的函数空间的“基矢”。这些都是数学而非物理也非电学，所以建议学点数学可能会有点帮助。

只看该作者 · 2010-2-21 14:29

我电路初学者，根据楼主的提问，天马行空一下。。。
个人以为一个能产生方波的电路系统，是不是蕴含了产生正弦波的能力。
这个电路系统只是有能力产生，但结果需要你用不同的工具或后级电路去观察，才能等到想要的结果。
一旦你组成了一个从方波系统中取正弦波的电路系统，那这个新系统本身就是个正弦波系统。。。。
乱弹琴的。。

1万 · 2010-2-21 15:17

本帖最后由雪山飞狐D 于 2010-2-21 15:23 编辑

只有一个函数e^st 可以进出一个系统保持不变，就像对e积分一样，是自然规律
e^st的现实世界的一个特例就是正弦

只看该作者 · 2010-2-21 19:13

谢谢大家了
to 32楼：我看了^_^不过正在消化中，这两天已经上班了，晚上回来学习了。
to 33楼：数学上的我都可以理解，我只是想知道实际中那些谐波怎么产生的，就是产生机理，我想数学只是方法，但是任何东西都有个本源问题，自己想不明白所以请教各位了^_^

to maychang ：其实工作上也还没碰到这些问题，只是学自学信号系统的时候就一直想这个问题。“产生方波或者其他什么波形的时候，以我们实际的任何电路天然的会产生各种频率的谐波”这样理解就可以吗？

to 和雪山飞狐D：搜了你的帖子，觉得按你说的确实好理解点，但是发现那个帖子大家还在讨论中，我继续学习了^_^
下面是那个帖子中chunyang的一段话"什么是谐波？数学上，任何波形都能展开为一系列幅值不同但频率按整数倍级数排列的正弦波之和，反过来说，一系列幅值不同但频率按整数倍级数排列的正弦波可以合成任何波形，这里的“频率按整数倍级数排列的正弦波”就是谐波，这仅仅是数学上的定义而已，理解“合成”的概念就不难理解什么“基波”、“谐波”、“失真”什么的了，当然，谐波产生的机制则是完全不同的另一个命题。 "
就是想知道他说的实际中谐波产生机制，而不是数学上的合成分解。