Exercise 2.3Z: Oscillation Parameters
From LNTwww
Every harmonic oscillation can also be written in the form
- x(t)=C⋅cos(2π⋅t−τT0).
The oscillation is thus completely determined by three parameters:
- the amplitude C,
- the period duration T0,
- the shift τ with respect to a cosine signal.
A second form of representation is with the base frequency f0 and the phase φ:
- x(t)=C⋅cos(2πf0t−φ).
From a harmonic oscillation it is now known that
- the first signal maximum occurs at t1=2ms auftritt,
- the second signal maximum occurs at t2=14ms auftritt,
- the value x0=x(t=0)=3V .
Hint:
- This exercise belongs to the chapter Harmonic Oscillation.
Questions
Musterlösung
(1) Es gilt T0=t2−t1=12ms und f0=1/T0≈83.33Hz_.
(2) Die Verschiebung beträgt τ=2ms_ und die Phase ist φ=2π⋅τ/T0=π/3 entsprechend φ=60∘_.
(3) Aus dem Wert zum Zeitpunkt t=0 folgt für die Amplitude C:
- x0=x(t=0)=C⋅cos(−60∘)=C/2=3V⇒C=6V_.
(4) Die dazugehörige Spektralfunktion lautet:
- X(f)=C/2⋅e−jφ⋅δ(f−f0)+C/2⋅ejφ⋅δ(f+f0).
- Das Gewicht der Diraclinie bei f=f0 (erster Term) ist {C}/2 \cdot {\rm e}^{–\text{j}\varphi} = 3 \,\text{V} \cdot \cos(60^\circ)- 3 \,\text{V} \cdot \sin(60^\circ)\hspace{0.05cm}\approx \underline{1.5 \,\text{V} - \text{j} \cdot 2.6 \,\text{V}}.