¿Por qué una señal analógica está representada por una onda sinusoidal? ¿Y por qué se le da el nombre análogo?

Answer 1

Hay al menos 3 formas de responder a su pregunta.

1. Lo obvio. Para ser analógico, las señales ni siquiera necesitan ser periódicas. Seriamente. Un decaimiento v (t) = Vmax * (1- exp (t / rd)) es un buen ejemplo.
2. Las clases más interesantes de analógico tienden a ser periódicas, mira
hasta la función dsp Sinc (), por ejemplo, de una Sinusoidal en descomposición.
La mayoría del diseño de circuitos son abstracciones de resistencias, condensadores e i
nductores En la práctica, estas son estructuras idealizadas. Mundo real
Las implementaciones de resistencia también tienen C y l “parasitarias”.
Los condensadores del mundo real también tienen Parasitic r y l. Inductores del mundo real
Tener parásitos r y c. Cómo parasitario depende del rango de frecuencias
le interesa. Otra forma de pensar sobre esto es que una implementación por defecto tiene elementos rlc. Mírelos como un conjunto de bloques de construcción en cascada donde cada uno de los circuitos tiene un l y ac
Componente que es pisoteado por la r. Sabemos que en ausencia de r, estas configuraciones de LC forman osciladores de circuito “tanque”. La frecuencia
del oscilador es una función de ly c. ‘(F = 1 / (2 * pi * [sqrt (l * c)]). El habla y la música son al menos por cortos intervalos periódicos. La r ayuda a establecer la pérdida. Cada vez que la carga rueda alrededor del oscilador. Piense en esto en la música como “ataque y decadencia”) donde una respuesta al estímulo decae con el tiempo
a menos que haya un nuevo estímulo. El proceso comienza de nuevo cuando externo
El estímulo de un controlador de salida movió uno de los nodos del circuito. El ruido de disparo térmico es el estímulo predeterminado en ausencia de algo
Más fuerte. Muchos sistemas biológicos y eléctricos utilizan deliberadamente retroalimentación positiva, por ejemplo, un par de inversores.
2 y luego el inversor 2 está conectado a la entrada del inversor n. ° 1. El sistema canta a una frecuencia de resonancia natural cuyo valor es establecido por The parasitic
l y c en el bucle. Tenga en cuenta que cuando la frecuencia es intencionada por el diseñador, no hay nada parasitario al respecto. Ahora es un oscilador o una fuente de reloj o un generador de frecuencia ajustable (por ejemplo, una frecuencia portadora para la modulación de RF).
3. Cualquier señal periódica, por ejemplo, ondas cuadradas. Una transformada de Fourier puede expresar matemáticamente una frecuencia modificada, una señal modulada (p. Ej., El producto de 2 sinusoidales como una voz superpuesta en una portadora). Una señal periódica arbitraria se puede expresar (sintetizar)
De un conjunto de frecuencias donde la amplitud de cada frecuencia “componente” es una fracción ponderada de la amplitud máxima de la señal x .. Por ejemplo, puede hacer una señal de 1 kHz a partir de un grupo de armónicos
Y un montón de armónicos de la frecuencia que x (t) lo expresa como un punto. Los sintetizadores lunares usan esto para imitar la dinámica de varios
Instrumentos (trompetas, piano, flautín, batería, violines). por favor, compruebe
Fuera de la FFT en cualquier libro dps para más detalles. Una suma de forma independiente
Se utilizan armónicos ponderados para crear estos sonidos. finalmente el DFT
es una variante de la FFT que se puede usar siempre que la señal sea
Sobremuestreo al doble de la frecuencia. De x (t).

Ha habido mucha agitación en esta respuesta. Sin embargo, espero que te ayude a animarte a intentar Luchar a través de las ecuaciones. La parte final de la Sinusoidal es el seno (t) se puede expresar como la suma de exp (fccn1 (t)) y (j * exp (fcn2 (t))). Vuelve a buscar Detalles para convencerte de que mientras las matemáticas se ponen peludas; los resultados tienen sentido. Espero que esto ayude a motivar a aprender más.

Ps me gustaría disculparme por la capitalización, la ortografía,
falsas correcciones automáticas y reformatear mi editor kindle
Se ha agregado a esta publicación. Gracias por su paciencia. Sus
Sorprendentemente tedioso “escribir” texto en una pantalla plana
Que en una terminal …

Answer 2

Cada señal analógica puede representarse mediante una combinación de ondas sinusoidales de frecuencias y amplitudes apropiadas. Las ondas sinusoidales no son únicas en ese sentido: cada forma de onda analógica puede representarse mediante una combinación de ondas cuadradas de frecuencias y amplitudes apropiadas. Cuando se usan ondas sinusoidales u ondas cuadradas para tales fines, se denominan funciones básicas de una representación. Estas no son las únicas funciones básicas: hay una infinidad de funciones básicas posibles: ondas triangulares, ondas exponenciales, etc.

Lo que hace que las ondas sinusoidales sean populares como funciones básicas es la naturaleza aproximada de la mayoría de los circuitos:

(a) La mayoría de los circuitos no cambian con el tiempo, y se denominan Invariante en el tiempo (TI) en la literatura de ingeniería. Si una entrada dada al circuito produce una cierta salida del circuito, y si el circuito es TI, entonces este circuito también producirá la misma salida para esta entrada en cualquier otro momento. Para simplificar con un ejemplo, un timbre es un circuito TI. No importa cuando presione el botón, produce el mismo timbre.

(b) La mayoría de los circuitos son lineales (L): si duplica la señal de entrada a un circuito lineal, la salida también se duplica. Si triplica la entrada, la salida también se triplica. Etc., etc. El timbre NO es un ejemplo de circuito lineal: si lo presiona más fuerte, no suena más fuerte. Un amplificador de audio es un ejemplo de circuito lineal: si la entrada aumenta en amplitud, la salida también aumenta correspondientemente en amplitud.

Esta clase de circuitos se llama LTI. Estos sistemas tienen una propiedad interesante: si la entrada es una onda sinusoidal, la salida siempre será una onda sinusoidal de la misma frecuencia, pero quizás de amplitud y fase diferentes. En términos matemáticos, las ondas sinusoidales son funciones propias de los sistemas LTI. Esto no es cierto para ninguna otra forma de onda: para las entradas de onda cuadrada o triangular, la salida nunca será una onda cuadrada perfecta o una onda triangular perfecta (aparte del circuito más trivial).

Por lo tanto, es fácil modelar el rendimiento de los circuitos LTI si conocemos su respuesta a las ondas sinusoidales: todo lo que tenemos que saber es para cada frecuencia de entrada, cómo cambia la amplitud y la fase de salida con respecto a la entrada. Una vez que esto se sabe, la respuesta de este circuito LTI a cualquier forma de onda de entrada puede calcularse descomponiendo la forma de onda de entrada en ondas sinusoidales utilizando la Transformada de Fourier, luego calculando la amplitud y fase de cada componente de onda sinusoidal en la salida, y luego ensamblando la onda de salida forma las ondas sinusoidales de salida constituyentes utilizando la Transformada inversa de Fourier.

Esto suena complicado, pero se presta al estudio sistemático de circuitos y formas de onda.

Si las ondas sinusoidales no fueran las funciones propias de los sistemas LTI, dudo que su uso hubiera sido tan frecuente.

Además, en realidad, casi ningún circuito es lineal para todas las entradas: por ejemplo, cada amplificador de audio eventualmente se saturará y recortará cuando se le dé una entrada lo suficientemente grande. Y muchos circuitos varían en el tiempo: el sonido del timbre, por ejemplo, podría depender del voltaje de CA exacto disponible en su hogar. Sin embargo, a menudo es posible aproximar un conjunto abrumadoramente grande de circuitos del mundo real con una aproximación LTI.

Y eso hace que las ondas sinusoidales sean una herramienta indispensable en nuestro arsenal.

Answer 3

Cualquier señal en el mundo, no importa cuán compleja sea su forma, se compone de un grupo de ondas sinusoidales que tienen diferentes amplitudes y frecuencias. Debido a esa razón, podemos decir que la onda sinusoidal es el bloque de construcción de cualquier señal existente. Podemos determinar matemáticamente los componentes de cualquier señal dada usando la famosa transformada de Fourier. Lo que hace la transformada de Fourier es convertir una señal que existe en el dominio del tiempo en dominio de frecuencia. En una situación práctica, un osciloscopio puede ver la señal en el dominio del tiempo (gráfico de amplitud contra tiempo) donde un analizador de espectro puede ver la señal en el dominio de la frecuencia (amplitud (a veces potencia) contra la frecuencia)
Aquí hay una imagen que representa las señales del dominio del tiempo (lado derecho) y sus formas en el dominio de la frecuencia (lado izquierdo)

Answer 4

La señal analógica es solo una señal continua. No necesita ser sinusoidal. Puede ser una señal aleatoria no determinista. Sin embargo, cualquier señal puede descomponerse en series de senos y cosenos usando la transformada de Fourier. Por lo tanto, denotar una señal analógica usando una función seno es aceptable. Creo que se llama señal ‘analógica’ porque es análoga a otra cantidad que varía en el tiempo. decir actual = función (tiempo).

Answer 5

Analógico no es lo mismo que una onda sinusoidal, pero una onda sinusoidal es una señal analógica. Una señal eléctrica analógica es una señal con una cantidad infinita de “pasos” entre, digamos, un voltaje mínimo y máximo. Tome por ejemplo 0V como mínimo y 3.3V como máximo, en este ejemplo una señal analógica puede tomar cualquier voltaje entre 0 y 3.3V. Eso significa que la señal podría ser 1.75V, pero también podría ser 1.75638293773829474829 … V, los puntos aquí significan que tiene una cantidad infinita de números después del decimal.

Answer 6

La base de la palabra Analog se funda en la teoría de números. Numeros reales. El otro (no analógico o cuantificado) son los enteros. Todavía hay un furioso argumento filosófico entre los físicos sobre si el universo está compuesto de cuantos o está compuesto de ondas. Las ondas son, por su definición física, analógicas … con valor real en lugar de discretas.

Las ondas sinusoidales son una de las infinitas formas de componer una función de tiempo con una serie de otras funciones de tiempo. La onda cuadrada también hará el trabajo bastante bien. El Sr. Fourier comenzó con la más fácil, la serie de onda sinusoidal. La onda sinusoidal NO es la física subyacente de una onda electromagnética; más bien, las transformaciones de onda sinusoidal que utilizamos son simplemente un lenguaje conveniente al que traducimos la señal original para obtener una visión más profunda de las relaciones entre los fenómenos.

La pregunta agrupa estas dos preguntas en una sola oración.

Tenga en cuenta que el análisis de Fourier o Laplace funciona tan bien en datos discretos como en datos con valor real.

Answer 7

No creo que la palabra señal analógica tenga ninguna correlación con la naturaleza sinusoidal. Analógico simplemente indica que la señal es continua con respecto a la variable independiente que es el tiempo. No necesita ser sinusoidal, pero todas las ondas sinusoidales son analógicas.
La razón de la representación mencionada puede deberse a la aplicación de la serie de Fourier. Casi todas las funciones se pueden representar en forma de sinusoides utilizando la serie de Fourier.