正弦信号的特征（正弦波）

在上一个教程中，我们将交流信号定义为在正值和负值之间交替的电压，电流或数值序列。该广泛的定义不应用与波形形状相关的任何限制。例如，方波和三角波可以是交流信号。

但是，一种信号在AC类别中具有特殊的位置。我们用来描述这些信号的单词是正弦。您还会听到他们叫正弦波。正弦信号看起来像这样：

该图传达了正弦的一些重要特征：

• 正弦信号平稳变化；幅度没有突然的变化。
• 振幅变化的速率（我们称之为坡）不是恒定的。实际上，正弦曲线的斜率以正弦的方式变化。
• 正弦信号发生在重复周期中。一秒钟内发生的循环数等于信号的频率赫兹（缩写HZ）。
• 现实生活中的正弦信号的振幅因时间;但是，我们还可以使用度度描述信号的水平进程。一个完整循环的完成对应于一个从0°到360°不等的角度，并且循环的中间点发生在180°。

正弦波和余弦波

我们可以通过数学上的数学生成正弦信号正弦功能或余弦功能。这些功能以角度运行；例如，正弦的正弦等于0.5，0°的余弦等于1。如果我们要计算0°至360°范围内的众多角度的正弦值，我们将产生一系列数字，当绘制时，绘制的数字序列是看起来像是上图中所示的正弦。如果我们用余弦而不是正弦来做到这一点，则曲线将具有相同的正弦形状，但是初始值将不同。以下图阐明了正弦波和余弦波之间的差异。

正弦振幅，频率和相位

所有正弦信号具有相同的一般形状，但它们并不相同。将一个正弦与另一个正弦分离的三个特征是振幅，频率和相。

振幅指定水平轴与波形的垂直位置之间的最大距离。例如，振幅为5V的正弦波的最大值为+5 V，最小值为–5V。

频率告诉我们正弦曲线完成的速度有多快。这种重要特征会影响正弦信号传输信息并确定正弦信号如何受到包括电容器和电感器在内的电路的影响的最大速率。

阶段指波形相对于一个循环的水平位置。在上下文中更容易理解相移或者相差;在描述一个信号相对于另一个信号或理论参考信号的左右转移的程度时，我们使用这些术语。在下图中，符号θ表示正弦电压信号和正弦电流信号之间的相移（可以以度为单位）。

正弦信号的数学表示

F（x）= sin（x）或f（x）= cos（x）的未修饰表达将产生正弦波形，但是我们如何解释正弦电压和当前信号具有不同的幅度，频率，频率不同。和相位转移？事实证明，所有这三个特征都可以作为参数纳入围绕sin（）或cos（）构建的数学表达式。这意味着我们可以为我们在电路中使用的真实正弦体创建数学等效物。

振幅用字母A，频率为f和阶段表示，希腊字母ϕ（phi）表示幅度。自变量是时间，用t表示。一切都排列如下：

\ [f（t）= asin（2 \ pi ft + \ phi）\]

或者

\ [f（t）= acos（2 \ pi ft + \ phi）\]

数量2πf等于角频率，由希腊字母ω（Omega）表示。因此，您经常会看到这些表达式如下：

\ [f（t）= asin（\ omega t + \ phi）\] \]

或者

\ [f（t）= acos（\ omega t + \ phi）\]

结论

我们介绍了一些与正弦信号有关的基本信息。在下一个视频教程中，我们将探讨如何在电路和系统中使用这些信号。