滯后和延誤
　之前，我引用了滯后的四個(gè)定義。我們當(dāng)時(shí)討論了其中兩個(gè)，現(xiàn)在我們討論另外兩個(gè)：
　“由于產(chǎn)生該效應(yīng)的機(jī)制的變化而導(dǎo)致觀察到的效應(yīng)發(fā)生延遲”——《牛津 電子與電氣工程詞典》。
　“由于摩擦等阻力而導(dǎo)致預(yù)期值的滯后效應(yīng)”—— 《牛津化學(xué)工程詞典》。
　這里描述的延遲和滯后效應(yīng)主要與所謂的速率相關(guān)滯后相關(guān)。我說“所謂的”是因?yàn)檠舆t響應(yīng)可能就像正弦相位滯后一樣簡單。在我看來，這并不算是真正的滯后。
　然而，該術(shù)語背后的邏輯如下：速率相關(guān)遲滯取決于輸入信號(hào)的變化率（換句話說，頻率）。速率相關(guān)滯后的影響在某些頻率下會(huì)更加明顯。
　例如，低通濾波器會(huì)導(dǎo)致相位滯后。如圖 1 所示，該相位滯后并非在所有頻率上都相等。相反，輸入到輸出相位延遲的幅度從零開始，并隨著輸入頻率的增加而增加。因此，低通濾波器的相位滯后代表速率相關(guān)的滯后。

　

　低通濾波器的正弦相位滯后。
　圖 1.低通濾波器的相位滯后。　
　我們在上一篇文章中主要討論的與速率無關(guān)的遲滯會(huì)產(chǎn)生不受輸入頻率影響的效應(yīng)。與速率無關(guān)的遲滯的一個(gè)示例是具有用于增加輸入信號(hào)和減少輸入信號(hào)的單獨(dú)閾值的比較器。無論輸入頻率如何，這些單獨(dú)的閾值都會(huì)影響輸出行為。　
　協(xié)調(diào)遲滯理論中的延遲和系統(tǒng)歷史
　“延遲”定義與“系統(tǒng)歷史”定義并不矛盾，因?yàn)槲覀兛梢詫⑺俾薀o關(guān)磁滯視為速率相關(guān)磁滯的更極端形式。讓我們看一下圖 2，它再現(xiàn)了上一篇文章中的數(shù)字磁滯圖。
　遲滯作為傳遞函數(shù)而不是曲線。
　圖 2. “數(shù)字”磁滯。

　

　我們可以在這里看到，當(dāng)增加的輸入超過下限閾值時(shí)，輸出不會(huì)改變狀態(tài)。它也不會(huì)改變兩個(gè)閾值之間的中點(diǎn)處的狀態(tài)，我們期望閾值在沒有滯后的情況下位于該中點(diǎn)。這種類型的滯后會(huì)產(chǎn)生延遲，但也會(huì)產(chǎn)生更為重要的非線性行為。
　例如，假設(shè)我們正在使用由 5 V 供電的邏輯門，輸入從 0 V 開始并逐漸增加。在沒有遲滯的情況下，我們可能期望閾值為 2.5 V。但如果門設(shè)計(jì)有遲滯，則實(shí)際閾值可能為 2.25 V 和 2.75 V。在這種情況下，當(dāng)輸入達(dá)到2.5 V——必須達(dá)到更高的閾值，2.75 V。
　這構(gòu)成了對(duì)輸入刺激的預(yù)期響應(yīng)的延遲。然而，我們需要認(rèn)識(shí)到，這不僅僅是一個(gè)延遲——如果輸入永遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)到較高的閾值，輸出將永遠(yuǎn)不會(huì)轉(zhuǎn)換。如果輸入減少并且永遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)到較低的閾值，輸出同樣永遠(yuǎn)不會(huì)轉(zhuǎn)換?！?br>　磁滯和功耗
　上述定義之一是指由“摩擦等阻力”引起的延遲。在我們結(jié)束之前我想對(duì)這個(gè)細(xì)節(jié)發(fā)表評(píng)論。
　在機(jī)械系統(tǒng)中，摩擦是無意的功率耗散的一個(gè)無處不在的來源。電氣系統(tǒng)中的磁滯也是導(dǎo)致能量浪費(fèi)的“電阻”來源。例如，考慮驅(qū)動(dòng)鐵芯變壓器等磁性組件的交流信號(hào)。信號(hào)必須提供額外的能量來響應(yīng)磁性材料的固有磁滯現(xiàn)象。
　更嚴(yán)重的滯后傾向需要更多的額外能量。材料磁滯圖中兩條曲線圍成的面積對(duì)應(yīng)于不需要的功耗量。
　但實(shí)際上，這種功耗并不總是不必要的。我們看到的夾在電源或 USB 電纜周圍的鐵氧體環(huán)可以抑制高頻噪聲，因?yàn)殍F氧體表現(xiàn)出很強(qiáng)的磁滯現(xiàn)象（圖 3）。交流噪聲信號(hào)與鐵氧體材料之間的相互作用導(dǎo)致噪聲能量以熱量的形式耗散。

　

　鐵氧體的磁滯曲線。
　圖 3.鐵氧體的磁滯曲線。