方波

✍ dations ◷ 2025-11-30 19:16:18 #信号处理,傅里叶级数,电子学术语

方波是一种非正弦曲线的波形,通常会于电子和讯号处理时出现。理想方波只有“高”和“低”这两个值。

在现实世界,方波只有有限的带宽。由于一般电子零件只有高(1)和低(0)两个值,方波就自然产生,并于数位开关电路中广泛应用。因为方波可以快速从一个值转至另一个(即0→1或1→0),所以方波就用作时钟讯号来准确地触发同步电路。但是如果用频率定义域来表示方波,就会出现一连串的谐波。这可能会产生电磁波和电流脉波,影响周围的电路,产生噪声和错误,对一些精密仪器如类比数位资料转换器(analog-to-digital converter)影响十分明显,所以设计会使用正弦波作时钟讯号来代替方波。

在音乐上,方波被视为空洞的声音,因此会以减法合成过滤方波作管乐的基础。另外,电吉他的失真效果(distortion)把波形的外层削去,令波形趋向成为方波。失真越大会令波形越像方波。

一个“简单二能级莱德马契函数”(simple two-level Rademacher function)就是一个方波。

方波和锯齿波不同。锯齿波包含所有整数谐波成分(integer harmonics),方波只有奇数谐波成分。

我们可以傅里叶级数表达一个理想方波,这个傅里叶级数有无限个项,如下式:

x s q u a r e ( t ) = 4 π k = 1 sin ( ( 2 k 1 ) 2 π f t ) ( 2 k 1 ) = 4 π ( sin ( 2 π f t ) + 1 3 sin ( 6 π f t ) + 1 5 sin ( 10 π f t ) + . . . ) {\displaystyle x_{\mathrm {square} }(t)={\frac {4}{\pi }}\sum _{k=1}^{\infty }{\sin {\left((2k-1)2\pi ft\right)} \over (2k-1)}={\frac {4}{\pi }}\left(\sin(2\pi ft)+{1 \over 3}\sin(6\pi ft)+{1 \over 5}\sin(10\pi ft)+...\right)} 是2.也可以用分段的方式表示:

当下列式子成立时,上述式子成立

相关

  • 在有机化学中,酚类化合物(英语:phenol)是一类通式为ArOH,结构为芳烃环上的氢被羟基(—OH)取代的一类芳香族化合物。酚类化合物中最简单的酚为苯酚(C6H5OH,亦称石炭酸)。虽然结构与醇类
  • 海军陆战队学校中华民国海军陆战队学校,简称陆战队学校或陆战学校,是中华民国海军陆战队的教育训练机构,位于海军左营基地内,专责海军陆战队军官、士官之基础教育、进修教育、专业专长教育、职
  • 改变性取向的尝试改变性取向的尝试(Sexual orientation change efforts,SOCE)是指试图将同性恋和双性恋者的性取向改为异性恋的努力,其方法可能包括行为技巧、认知行为技巧、精神分析技术、医学
  • 能源安全法国电力近9成来自核能和水力,进口交通被切断时能源安全较高能源安全是一国家安全名词,为能源所带来的潜在一切危害国家利益问题探讨。最常见能源安全问题是能源缺乏,尤其是无
  • 羽田孜羽田孜(日语:羽田 孜/はた つとむ Hata Tsutomu ?;1935年8月24日-2017年8月28日),出生于东京都,祖籍为长野县,日本政治家,曾经为日本自民党竹下派的骨干分子之一,于1992年与小泽一郎
  • 曹雪芹曹雪芹(1715年6月4日-1763年),名霑,字梦阮,号雪芹、芹圃、芹溪,清朝小说家、诗人、画家,中国古典名著《红楼梦》的作者。生于大清江宁府(今江苏省南京市),祖籍辽阳,清内务府正白旗包衣世
  • 深圳图书馆深圳图书馆(Shenzhen Library)是中国广东省深圳市的一座图书馆,位于福田区福中一路,前身是“宝安县图书馆”。新馆是深圳市政府投资兴建的大型现代文化设施,占地29,612平方米,总建
  • 碳基生物碳基生物(英语:Carbon-based life)是指以碳元素为有机物质基础的生物。在构成碳基生物的氨基酸中,连接氨基与羧基的是碳元素,所以称作碳基生物。目前地球上已知的所有生物都属于
  • 盖德·肖恩盖德·肖恩(Gerd Schön,1948年4月14日-),德国物理学家,卡尔斯鲁厄理工学院物理系教授,2011年低温物理弗里茨·伦敦纪念奖获得者。他于1966年在卡尔斯鲁厄大学(现为卡尔斯鲁厄理工学
  • 张敦颢张敦颢(1936年9月16日-2003年10月12日),男,山东淄博人,中华人民共和国政治人物,曾任广西壮族自治区计划委员会主任,广西壮族自治区人大常委会副主任。