相移如何理解？

只看该作者 · 2010-5-23 09:06

相移如何理解？
交流信号经一串接的电容和电阻接到地，用软件仿真得到电容输出端电压的相频曲线是正相移，此时能否说明输出超前输入，这好像不合理、违反了因果关系，如果不是，那输出电压和输入在时间上相对关系又是如何，没有延迟、还是哪个相对滞后？请高手解答？

2万 · 2010-5-23 10:48

因果关系当然不会被打破，连爱因斯坦都不敢如此设想，虽然霍金想玩点“新花头”。

所谓“超前”和“迟后”只是看着波形有点那么的“象”而已。注意：这些概念只能在稳态下使用，而在暂态中就没那么个说法了。

看相位表示：

Y = A(ω) e^(j θ(ω)) X

其中A(ω)幅度增益，θ(ω)是相位移，都是频率的函数。

通常，当0 < θ(ω) < π 时称为超前（正相移），而 -π < θ(ω) < 0 时称为迟后（负相移）。但注意，e^(j θ(ω)) = e^(j (θ(ω) + 2nπ))，n是整数（即n = ... -1,0,1...），因此当加上周期后相位角的正负就不显得那么的重要了。

3万 · 2010-5-23 12:45

这些概念只能在稳态下使用，而在暂态中就没那么个说法了。
－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
说得好。

2万 · 2010-5-23 13:18

所谓的“超前”x，其实是滞后一个周期-x，
只是因为是连续周期信号，看起来是“超前”了，实际上是“看”错位了。

只看该作者 · 2010-5-23 14:43

2楼说这些概念瞬态不满足，我认为也应该满足，做傅里叶分析，为什么最简单的比如说运放用电阻实现的10倍放大器的瞬态响应曲线是那样的形状（由于寄生电容的原因是一个低通特性），原因在于高频信号从输入跑到输出比低频信号幅度衰减要大，跑的时间长（相速度慢，也就是相移越大)

只看该作者 · 2010-5-23 15:30

本帖最后由 lai832 于 2010-5-23 15:32 编辑

超前/滞后,只是相对而言的,

并不是说经过某些处理后,
输出的信号超前了/滞后了输入信号.

书中说的是:
交流信号在电容上,
电流超前电压 / 电压滞后电流

在电感上,
电压超前电注 / 电流滞后电压

这电压和电流是相对于谁来说呢?

它们都是指电容/电感两端的电压 / 电流.

电容因为两端电压不能突变,
所以电容先有电流流过,
90度后电容两端有电压.
这就是90度差
----也就有了超前/滞后之说.

而一般电路所说的输出超前/滞后输入.
其实在电压/电流上已经发生了相对的变化.
并不是说:输出信号比输入信号在时间上来得更早

注:1延时并不在这的讨论范围内

只看该作者 · 2010-5-23 19:48

6楼说的好啊！

只看该作者 · 2010-5-23 20:20

超前就是预测根据之前的信号推测出的当前或之后的信号确实是输出超前输入但这种预测准确的前提是先验地知道一些模型等信息。电感电容的微分作用就是一种简单的预测。另外，正弦和余弦互为微分和积分关系。

只看该作者 · 2010-5-23 20:24

6楼：“并不是说:输出信号比输入信号在时间上来得更早”

在先验地知道信号类型（简单正弦）和系统模型（简单电感或电容电路），确实可以认为是输出比输入信号来的更早！当然多数情况下不可能知道得这么清楚，也没有意义，已经知道系统模型和输入信号，当然可以预测推算出输出。但这是分析的基础。

只看该作者 · 2010-5-23 21:21

感谢大家，看了你们的讲解让我明白多了。

3万 · 2010-5-23 21:45

5楼：
不是周期信号，你作傅里叶分析？

只看该作者 · 2010-5-24 15:33

11# maychang
可以啊，把它当做周期无穷大的周期信号，我们不是常说阶跃信号和冲击信号频谱成分丰富嘛。当然如果你说的瞬态响应如同布朗运动那样没有规律则另当别论了

2万 · 2010-5-24 18:07

to 12L：

虽然无周期信号（或理解成无限长周期）也可以进行傅里叶分析变换，但那是连续谱，没有特定的离散基波和谐波。因此无相位可言，那又何来相位超前和滞后呢？

1万 · 2010-5-24 18:23

8楼、9楼的说法“。。。确实可以认为是输出比输入信号来的更早！”很容易使人误解。以为可以突破因果律。其实，即使“先验地知道一些模型等信息”，也不可能输出比输入信号来的更早！因为“一些模型等信息”是假定模型是无始无终的周期信号。无始无终何来更早或更晚。
窃以为2楼正解。不知当否，请指正。

只看该作者 · 2010-5-24 20:10

因果律为什么不能突破？如果当前能预测到以后的情况，并于当前实现，那么就突破了时间上先因后果的关系。这种前提是能准确的预测。虽然这种准确预测实际一般是不可能的。但对于特定的假定条件下，却是可以的。

3万 · 2010-5-24 20:45

12楼：
13楼HWM已经替我说了，这是连续谱。

只看该作者 · 2010-5-24 20:50

13# HWM
此时的相位超前和滞后是对相同频率的信号来比较。可以把连续谱视作分散谱的极限情况，然后一一对应来比较。不同频率来比较自然就没有意义了。这样的情况就好比是色散。本来光在空气中速度是一样的，进入某种介质后导致对于不同频率的光光速不一样，这样就产生折射角度不一样的情况。在电路中可以认为从输入到输出是信号走过的一段物理距离，对于任何频率的信号物理距离都是一样的，但在前面我所说的放大器的情况下（放大器具有低通特性），低频信号通过的速度快，高频信号通过的速度慢，而对于各种频率的信号，各自的频率是不变的，高频信号走的时间又长，角频率又快，自然高频信号从上面那个放大器经过后的相移比在对各种频率速度都一样的电路物理距离下要多

2万 · 2010-5-24 21:59

to 17L：

连续谱连基波都不存在，怎么玩相位角（θ(ω)）？
连续谱的特定频点的“谐波”幅度为零（相应能量也为零），所以对于单频点的讨论或分析在连续谱内是无意义的。连续谱的分析必须针对一段频谱来进行，这样就不存在单一且有意义的频率。色散概念与此无关，只是反映了传输速度和频率有关，不能混为一谈。

另，任何信息再快也不会快过其源。

建议，先将概念自己好好理一理。否则，会把自己绕的方向都没有的。

只看该作者 · 2010-5-24 22:25

18# HWM
我是有点理解你为什么老是强调基波和谐波。你的意思是周期信号可以由基波和谐波合成，这样来考虑整个信号的相移。而我的观点是说：比如一个最简单的电阻，测中间电压，输入是阶跃信号，输出也是阶跃信号，形状一模一样，只是幅度减小，但输入到输出还是要经过一段时间的。而节点到地接一个电容后就变成个低通滤波器，这时输入是阶跃信号的话，输出就是积分上升的，不再是阶跃信号，为什么会这样？就是因为输入阶跃信号实际上是有各种频率信号组成的，高频走得慢，衰减得多，高频自身经过这个电路后比电阻分压电路的时间要长，自然相移也要多。但我没说合成的波的相移，如果对合成后的整体波形来讲相移的确是没有意义的。

只看该作者 · 2010-5-24 22:32

18# HWM
看来我之前说不同意你的观点，是误解了你的意思。照你的意思来说也是正确的。而我所认为的和你的观点，实际上不在同一概念上

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