Hvordan beregne en signalperiode

Et barn på en gang, blir en bjelle truffet, en stein kastet inn i en dam --- alle disse situasjonene har periodisk bevegelse. Når det er en likevekt posisjon, som en swing hviler på sitt laveste punkt, vil systemet prøve å rette opp en forstyrrelse ved å returnere til likevektsposisjon. Når et barn er skjøvet på swing, vil svinge vende tilbake til sitt utgangspunkt. I mange systemer, som i sving, vil systemet komme tilbake til sin balansepunkt, og deretter gå rett gjennom den. Den tid det tar for systemet for å fullføre en hel syklus er perioden. Prinsippene for periodisk bevegelse er de samme for periodiske lydbølger, lysbølger, og radiobølger, som kan bære signaler.

Bruksanvisning

Forståelse Periodisk Motion

1

Gjør deg kjent med funksjonene i signalet. Hver syklisk repeterende fenomener har en identifiserbar mønster. Til å begynne med, er bølgelengde "avstand" mellom to identiske funksjoner i mønsteret. For eksempel, vil bølgelengden for et barn svingende være den totale avstanden mellom det høyeste punkt på den bakover sving, til det høyeste punkt på den fremre sving, og tilbake til det høyeste punkt bakover igjen. Vær forsiktig når du identifisere et utgangspunkt for å måle bølgelengde; for eksempel, er mønsteret ikke den samme hver gang barnet svinger gjennom det laveste punkt --- gang går fremover og den andre går bakover.

2 Observer hastigheten på bevegelse. Hastigheten bestemmes av tilbakeføringskraft --- hva er det som presser tilbake mot et balansert, likevekt posisjon. For swing, er det tyngdekraften. For lyd, det er trykket i luften. For en vibrerende streng, det er spenningen i strengen. For elektromagnetiske bølger som lys og radiosignaler, blir den tilbakeføringskraft som finnes på de elektriske og magnetiske felt selv.

3 Finne frekvensen av bevegelse. Frekvensen er antall ganger syklusen gjentar seg, vanligvis målt i Hertz, som er "per sekund." For å måle frekvensen av en huske, for eksempel, i tretti sekunder man kan telle hvor mange ganger barnet passerer gjennom det laveste punktet beveger seg i retning forover. Hvis du måler 7 "forward passerer" gjennom det laveste punktet i 30 sekunder, vil frekvensen være 7/30 som er ca 0,23 Hz.

4 Identifisere forholdet mellom frekvens, hastighet og bølgelengde. Matematisk, bølgelengde = hastighet / frekvens. Dette blir litt komplisert for den sving, fordi "speed" er relatert til lengden av tauet og tyngdens akselerasjon, men for signaler som bæres av lyd eller elektromagnetiske bølger, er det lydens hastighet eller hastigheten av lys, respektivt .

5 Legg merke til at forholdet mellom frekvens og tid. Frekvens og periode er relatert ved en veldig enkel forhold: periode = 1 / frekvens; eller vice versa, frekvens = 1 / periode.

Direkte måling

6 Velge en måleanordning egnet for den type signal. Ikke altfor mange signaler er gjennomført på en huske, så vi trenger en måleenhet som passer for den type signal. For en lydbølge, ville en mikrofon være et godt valg, mens en radiobølge trenger en antenne og mottaker.

7

Sette signalet til oscilloskopet. Oscilloskop er prøvd og sanne måling enheter, spesielt designet for å måle periodiske signaler, men et instrument som vil ta opp spenningen som en funksjon av tid kan brukes til å gjøre disse målingene.

8 Juster timebase på oscilloskop for å vise et passende antall fullstendige sykluser av det periodiske signalet; fra en til fire sykluser er vanligvis passende.

9 Identifisere en bestemt funksjon av signalet og måle tiden mellom gjentakelser av denne funksjonen. Med henvisning tilbake til huske, husk at både posisjon og retning av signalet trenger for å gjenta. For eksempel, hvor signalet krysser fra positiv til negativ kan være et godt valg. Tiden mellom repetisjoner av et bestemt signal funksjon er perioden.

beregning

10 Bestemme hastigheten av signalet. For eksempel lydbølger reise på ca 340 meter / sekund under standardbetingelser, mens elektromagnetiske bølger (som lysbølger) reise på 300 millioner meter per sekund. På grunn av forholdet mellom hastighet, frekvens og bølgelengde beskrevet i "Forstå Periodisk Motion" delen, vel vitende om noen av egenskapene til en bølge gjør at andre kan beregnes.

11

Bestemme bølgelengden til signalet. For eksempel har grønn-gul lys en bølgelengde på 550 nanometer (550 billionths av en meter).

12 Beregn frekvensen til signalet. Frekvensen er lik hastigheten dividert med bølgelengden. For eksempel vil frekvensen av grønn-gult lys bli gitt ved (3,0

10 ^ 8 m / s) / (550 10 ^ -9 m) = 545 * 10 ^ 12 / s. Denne måler hvor mange ganger signalet gjentar hver andre.

1. 3 Invertere frekvens for å få perioden. I eksemplet er den perioden av den grønn-gule lyset gitt ved 1 / (545 ​​10 ^ 12 / s), som tilsvarer 1,83 10 ^ -15 sekunder.