從零開始學電子之基礎篇

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“構成這個系統的元件是線性非時變的”這怎樣理解呢？
就是說，線圈的電感量L、電容器的電容量C或者電阻器的電阻值R都是不隨電壓或電流變化的，也不隨時間變化�；蛘呶覀冇谩昂銋ⅰ眮砻枋鲆彩强梢缘�

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“系統”這個概念是很籠統的
小到一個原子（甚至更�。┐蟮秸麄�宇宙（還有更大的嗎？ ），都可以說是系統。
當然，對于我們要研究的對象來說，這個“對象”就是一個系統。那么這個對象是什么，有多大，等等，要看你研究的是什么了�？梢允且粋�電感或電阻，也可以是由很多元件組成的網絡或者是其它什么東東。
比方說一座橋梁、一個人或者是一只蒼蠅等等都是系統

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這個圖和上個圖有什么不同呢？
大家可能看出來了，其實也沒有什么不同。就是加了一個正弦電源，網絡標號也變了一下，用in表示輸入網絡，用out表示輸出網絡
正弦量的三要素請大家明確：振幅、頻率和初相位（相位）。例如上面的這個正弦電壓源它的振幅是1V，頻率是1KHz，初始相位為0度。

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“RL”是負載電阻，這個東東是很重要的哦

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“相位”這個概念大家可能有點含糊
其實重要的并不是相位而是“相位差”。
相位差是一個比較的概念，是兩個同頻率正弦量之間相位的差值。

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這是一個延遲時間為1毫秒，頻率為1000Hz，振幅為1V，初始相位為0度的正弦電壓的波形

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這個圖中，紅色信號與上圖相同，藍色信號波形與紅色信號波形有近-180度的相位差（接近于反相），它們的頻率是相同的，幅度也一樣（不過是藍色信號有點過渡過程 ）。

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大家可以看出上面這兩個信號的差別嗎
最主要的不同在于它們之間的相位不同。或者我們可以說，它們的“瞬時值”不同，因為它們的相位不同。

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為什么我們要強調“相位”呢？
因為系統論中的一個重要的概念——“相頻特性”或“相位響應”
人的聽覺對所謂的“相位失真”是不敏感的，而人的視覺對相位失真是敏感的。所以當系統存在比較大的相位失真時，會引起圖象的“重影”。
因此大家要對“相位”這個概念引起重視。

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我們再回到163樓的電路中去
現在，我們進行所謂的“頻率掃描”。也就是說把正弦電源變成頻率隨時間線性變化的正弦電壓源。然后測量其輸出網絡out的“幅頻響應”和“相頻響應”。

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我們來觀察一下該網絡的“相頻響應”（相頻曲線），當然這是在上述的頻率可變的正弦電壓源的激勵下得到的。

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好的，大家看到了吧
在這個圖中，橫坐標軸代表頻率，它的單位是Hz（赫茲），它是由0線性增大的�？v坐標代表相位，它的單位是“度”（在這里不是弧度）。
藍色信號線代表輸入信號in（激勵信號）的相位，它始終是0度，不隨頻率變化。反應在圖中就是一條水平直線。
紅色信號線代表響應信號out（輸出信號）的相位，顯然它是變化的，并且是按照非線性的規律變化的（不是一條直線）。
兩個相位信號之間的差值就是它們之間的相位差。
從圖中可以看出，在頻率比較低時，它們之間的相位差接近0度。隨著頻率的升高，相位差趨于負的180度（輸出信號與輸入信號反相）。
大家還可以看出，在某個頻率段相位差的變化是比較劇烈的（紅色曲線變化劇烈的部分）。

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那么這樣的相位頻率曲線是理想的嗎？
當然不是了。為什么呢？
理想的相位頻率曲線應該在其通帶內是一條直線（具有一定的斜率）。這樣的理想相頻特性意味著系統具有與頻率成正比例的線性相位移，這樣的系統才不會發生“相位失真”。
當然，我們是針對上面的這個相位圖來說的，并不針對具體的系統。

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那么大家可能要問了“能不能看到有相位失真時的波形呢？”

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這個紅色信號是一個調頻信號波形，假設它是輸入信號（激勵信號）。
說明一下，這個調頻輸入信號的的載波頻率為5KHz，調制頻率為100Hz，調頻指數為50。也就是說，它包含從100Hz到10KHz的以100Hz為步進的頻率成分。例如100Hz，200Hz......10KHz。
或者說這個信號是由上述頻率的正弦信號組合而成的。
對不起，該信號中不包含直流成分。在此改過來

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那么我們讓這個信號通過一個無相位失真的網絡（例如純電阻網絡）后，觀測輸出信號的波形，并與輸入信號相比較
結果會怎樣呢？

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這就是比較的結果，藍色的輸出信號波形與紅色的輸入信號波形完全重合（紅色的輸入信號被覆蓋）。表明輸出信號與輸入信號之間既沒有幅度上的差異，也沒有相位上的差異。當然，在這里我們著重于相位失真的問題。即信號通過無相位失真的網絡（或系統）后，只是有一定的時間延遲（在這個圖中沒有顯示出來）而沒有任何波形的差異�；蛘哒f它們可以完全重合（通過移動其中一個波形在時間軸上的位置）。

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經過放大后可以看出它們在幅度上還是些微小的差異的，這是純電阻網絡的參數決定的。

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那么我們在看看有相頻失真時的情形吧

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我們就讓這個調頻信號通過一個全通網絡（或全通系統），然后比較一下輸出信號與輸入信號的差異吧
所謂的“全通網絡”是指對不同頻率信號的衰減均為零，只是相位移不同。
請大家注意，這種全通特性與負載電阻的取值有很大關系，只有當負載電阻很大時才接近這種特性。
還有一點需要注意，這個網絡的輸出是“差動輸出”（負載電阻兩端均不接地）。
也就是說，這里的輸出信號Vout=Vout1-Vout2。