Sinisignaalin ominaisuuksia

Sinisignaali
Teoriakertausta ja muistinvirkistystä

Otetaan tarkasteluun sinimuotoisesti vaihteleva signaali, joka matemaattisesti esitettynä on muotoa

jossa A on signaalin amplitudi, w kulmataajuus, t aika, f taajuus jafii vaihekulma.

Usein vaihtosignaaleista puhuttaessa ei olla kiinnostuneita kuitenkaan amplitudista, vaan tehollisarvosta.

Tehollisarvo

Tehollisarvo kuvaa siis signaalin (esim. jännitteen) tehollista arvoa, joka vastaa vaihtosignaalin sisältämää tehoa verrattuna tasasignaaliin. Esimerkiksi jos pistorasiasta tuleva verkkojännite (vaihtojännite) on 230 V (RMS), vastaa 230 V:n tasajännite samaa tehollisarvoa, jos jännitteet kytkettäisiin vaikkapa lämmitysvastukseen.

Sinimuotoisen signaalin amplitudin ja tehollisarvon välillä on riippuvuus

  • verkkojännitteen amplitudi
  • Huipusta huippuun arvo Upp 
  • Keskiarvo =0 V
Tehollisarvo on on määriteltynä englanninkielisen nimensä mukaan (RMS, Root Mean Square). Jaksollisella signaalilla x (esim. sin), jaksonpituus T, tehollisarvo on

   (Tämä voidaan ajatella signaalin pinta-alana)

Meille riittää kuitenkin tieto amplitudin ja tehollisarvon yhteydestä, sillä kurssimme käsittelee vain sinimuotoisia signaaleja.

Jaksonajan käänteisluku on signaalin taajuus f [Hz]

Kulmataajuuden [rad/s] ja taajuuden [Hz] välillä on yhteys:

HUOM!

Nollakeskiarvoisen vaihtojännitteen (kuten esimerkkikuvassa) keskiarvo on nimensä mukaisesti 0 ja huippuarvo

.

Tasajännitteellä keskiarvo, tehollisarvo ja huippuarvo ovat samat, toisin kuin vaihtojännitteellä.

Merkinnöissä pyritään käyttämään pieniä kirjaimia vaihtosuureille ja suuria kirjaimia tasasuureille.

© Mikko Kuisma, Satu Leinonen