如何确定正弦波形的相位移?

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我知道如何获取振幅和频率,但不确定相位移动是怎么来的?

它是如何推导到π/4的?

请给予建议。

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到目前为止,这里给出的答案假设了一个非常干净的情况,就像你展示的那样 - 这种情况确实可能发生。但在许多现实世界的应用中,您最终将使用傅里叶变换,并从其与正弦累加器相对比例的相关性的符号和确定给定频率分量的相位与余弦累加器。 - Chris Stratton
3个回答

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你可以看到正弦波的图形并没有经过(0.0,0.0)点。仅凭这一事实就可以告诉你存在相位移动。
在确定存在相位移动后,你需要知道它有多少。为了做到这一点,你必须找到正弦波应该经过(0.0,0.0)的点。在这里,你可以想象这个波会延伸到图表的左边界,直到它到达y轴的0.0位置。这被称为零交叉。现在你必须测量这个零交叉和x轴上的0.0之间的距离。这就是相位移动。
最初,从这张图中得出的结果是以秒为单位的相位移动,虽然这是有效的,但不是通常用于相位移动的单位。为了将相位移动转换为通常的单位,即弧度,使用公式phi = timeDelta * f * 2pi
通常,相位移动是(0.0,0.0)和左侧下一个零交叉之间的x距离,通常用角度表示,通常以弧度表示,有时也以度数表示。

嗨@daniel-s,感谢您的回复和关于相位移动的解释。我可以想象当我将其向左移动时的当前位置。然而,我仍然不确定它如何变成π/4?据我所知,这可能需要一些数学(三角)知识,如果您能解释一下,我会非常感激,因为我只有基本的三角理解,例如2π = 360度。我不确定从x/y轴移动到(0,0)是如何变成π/4 = 45度的?或者您能否解释一下我们如何将值输入到给定的公式timeDelta * f * 2pi中? timeDelta会是多少? - Withhelds
移位是一件非常简单的事情。对于每个函数来说都是一样的,无论是三角函数还是像f(x) = x^2这样更简单的函数。你可以试试看。如果你像这样改变它:f2(x)=f(x+pi/4)=(x+pi/4)^2,它就会向左平移pi/4。对于F(x)= sin(x)也是一样的。而F2(x) = sin(x + pi/4)也向左移动了。确定弧度的移位稍微复杂一些,不是因为它是三角函数,而是因为图表的x轴用秒表示,而不是弧度。因此,你需要进行单位转换,就像从英里到公里一样。 - Daniel S.
从公里到英里,你需要乘以1.609。从秒转换为波的相位移位角度,你需要乘以f*2pi。 - Daniel S.
我知道这并不能完全帮助你。要深入理解,你需要更多地了解正弦/余弦,它的起源以及如何在其他情况下像波和振荡中想象它。这些内容在此处写出来太多了。 - Daniel S.

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在高中数学中,假设相移简单地等同于水平移动。这在很多方面使得相移的概念与水平移动无关且毫无意义。
在信号分析中,测量水平移动既可以用绝对术语,例如向右移动3毫秒(在许多应用中,时间是水平轴),也可以用移动的周期数来表示。一个周期被认为是360°或2π弧度。
例如,假设你有一个信号v(t) = sin (100πt)。它的周期是0.02秒,或20毫秒。频率为50赫兹。
如果我们将这个信号向右移动0.002秒或2毫秒,方程将变成v(t) = sin (100π(t - 0.002))。
水平移动恰好是一个周期的十分之一。相移仅仅假设一个周期是360°(或2π弧度)。
其中十分之一是36°,或0.2π弧度。

由于向右移位,或者说在时间上更晚,我们可以说信号滞后(或者落后)未移位的信号十分之一周期,即36°。

扩展sin函数内部的内容: v(t) = sin (100πt - 0.2π)。 "-"表示它滞后,而0.2π给出了相位移。

这是一种明智的做法,因为时间轴通常与某些旋转物体相关。如果您移动一个完整的周期,您已经移动了360°。任何曾经滑过滑板的人都知道,“三百六十度”会让你回到同一位置。左右移动一个完整周期会使您回到同一信号。

总结一下: 对于周期为T的信号,水平移位为h。 相位移为 h/T个周期 (h/T) x 360° (h/T) x 2π弧度。

360°相位移实际上没有移位。


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ehow.com所述

说明:

1.) 通过绘制波函数图形来测量两个波函数之间的水平移位。向右移动是正相移,向左移动是负相移。

2.) 确定余弦函数和正弦函数之间的相位差。使用三角恒等式cos(x) = sin(x+Pi/2)来表明我们可以通过将正弦波向左移动Pi/2来获得余弦函数。因此,余弦函数的相位移位为-Pi/2。

3.) 将正弦波函数推广到正弦方程y = Asin(B[x - C]) + D中。在这个方程中,波的振幅是A,扩展因子是B,相位移位是C,振幅移位是D。

4.) 以 y = Asin(B[x - C]) + D 的形式表达波函数,以确定其相移 C。例如,对于函数 cos(x) = sin(x+Pi/2) = sin(x - [-Pi/2]),我们有 C = -Pi/2。因此,将正弦函数的相位移 -Pi/2 将产生余弦函数。

5.) 计算函数 y = sin(2x - Pi/2) 的相移。该函数等于 y = sin(2[x - Pi/4]),其中 A = 1,B = 2,C = Pi/4,D = 0。因此,y = sin(2x - Pi/2) 的相移为 Pi/4。


嗨@dvd,感谢回复。这个公式y = sin(2x - Pi/2)是用来找到所有相位移的吗?你如何确定A、B、C和D,并导出y = sin(2x - Pi/2)? - Withhelds
嗨@dvd,感谢最新的编辑,我不知道会涉及这么多步骤。因为教科书只显示了A sin(2Pi*ft + phase)和“相位移π/4弧度的影响,即45度(2π弧度= 360° = 1个周期)。因此,我很震惊看到这么多三角函数,因为我的数学基础不够扎实。我需要赶上进度。 - Withhelds
这真的是你的答案吗?http://www.ehow.com/how_5157754_calculate-phase-shift.html - SleuthEye
这个应该是我们学校电子教室数学文档中的,但只要能够为 Stack Overflow 的答案数据库做出贡献,那么这是否重要呢? - dvd
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请参阅 http://stackoverflow.com/help/referencing 了解有关外部引用的网站政策。 - SleuthEye

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