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频率和相位有什么关系(转)

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发表于 2014-3-14 11:21 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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频率和相位是周期函数的两个独立参数,想像一下两个人围着一个圆形场地跑步,离起跑点的圆弧距离是运动位置与起跑点所夹圆心角的函数,这个夹角就是相位,而一定时间所跑圈数是频率,如果两人速度相同(即频率相同),则两人之间的距离是始终不变的,也就是相位差是一定的,这个相位差大小取决于后跑者比先跑者延后起跑的时间。如果两人速度不一样,则之间距离(相位差)不断变化。所以频率不同,相位差不固定。鉴相器不管频率只比较相位,只要相位变化,就给信号给控制器对频率加以控制,使其二者频率一致。4 U( B5 h! V& X
8 d$ Z; q% `7 G! H5 S

- j" i% x, ^) P8 V( g" C“F(t) = sin(2πft + α):f就是频率;2πft + α 就是相位;α是t = 0时的相位,即初相位。”' M! M( z& d  d( x, `3 G- U0 L
就是这么简单。
0 o: W; Y) G9 R7 M  Q5 j7 @0 }! w
首先,我们通常说的“相位”这个词其实有两个含义:. n6 _1 `% F2 J+ Y7 k# _. S6 W
一、特指周期信号的初相位
) n! q1 ^& E" v2 J+ Y3 j二、一般意义上的相位,即“瞬时相位”
# E, {1 z! q8 H8 Y1 ~3 E8 a& K% y2 a# [0 s  a
频率和相位,一开始都是周期信号的属性,频率是单位时间内的周期数,初相位指周期信号相对所选时间原点的位置,瞬时相位则是指周期信号在任一时刻“走到了一个周期中的哪一步”。. O% T- T* Y0 ]+ A: t  o4 n( G
对上面的公式,如果从数学角度理解:
* h8 J1 z5 X" L% c" O. U: |2 j' M& A4 l; g( J1 ^! f6 @5 y
频率就是相位的微分 (相位的“行进速度”)
. Q' P3 B/ j: D! T; t2 O' V2 z或者7 Y; p" u$ `- {& ]$ a
相位是频率的积分
" \# B) z! }) s+ u3 p  B1 c2 ]/ d8 c
8 S! L5 g* D" t1 P这种关系,从数学上推广一步,即使f是变量也成立,再回到物理世界,就发现,不必强求“严格的”周期信号,频率和相位都可以是瞬时值。
2 m% _, X8 m6 e4 S* [8 y& R频率不同,“初相位”之差是没有意义的,但“瞬时相位”之差仍然存在,不就是两个 2πft + α 之差么?
" F& w7 X$ F; j/ v, ?( ~" g# K- {$ L. ~* ]# ]: v; K
所谓鉴相器的“相”,指的是就是这种瞬时相位,所以自然不必局限于周期信号,当然也不必局限于“同频”信号,否则“鉴相器”就是个错误的词了。鉴相器的功能,理论上把这种瞬时相位差变换成电压值(当然实际电路总需要经过一段时间才能得出结果,不可能完全“瞬时”)% K# q: S5 W6 M$ E& z; f
/ A9 ~; P3 e0 L- a. H8 r
锁相环的工作原理,表面看是用鉴相器的输出控制VCO的频率,但实际是通过瞬时频率的积分达到相位控制,最终使反馈到鉴相器的瞬时相位与输入的瞬时相位之差趋于零。0 d, \1 h& F" ]$ G' X

3 s% K0 v$ ^( d; d

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发表于 2014-3-14 20:15 | 只看该作者
经典,说得通俗易懂 好文章
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