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非正弦波波形

發(fā)布時(shí)間:2013/10/26 21:24:26 訪問次數(shù):904

    在電子學(xué)中,正弦波是非常重要的,但它們不是交流的或隨時(shí)間變化的波形的唯一一種形式。其他兩種主要的波形是脈沖波形和i角波。
    在學(xué)完本節(jié)之后,OP215GN8應(yīng)該能夠辨別基本的非正弦波波形的特征:
    ①討論脈沖波形的性質(zhì)。
    ②定義占空比(duty cycle)。
    ③討論三角波和鋸齒波的性質(zhì)。
    ④討論波形的諧波成分。
    脈沖波形
    從基本上說,脈沖( pulse)可以描述成從一個(gè)電壓或電流電平(基準(zhǔn).baseline)非?斓剡^渡(前沿:leadingedge)到另一個(gè)電壓或電流;然后,在一段時(shí)間間隔之后,非常快地轉(zhuǎn)變(后沿:trailing edge)回到原來的基準(zhǔn)電平。電平的過渡期稱為階躍( steps)。理想的脈沖由兩個(gè)等幅的但方向相反的階躍組成。當(dāng)前沿或者后沿是正向時(shí),就稱為上升沿( rising edge),當(dāng)前沿或者后沿是負(fù)向時(shí),就稱為下降沿(falling edge)。
    圖8. 44(a)示出了由兩個(gè)相等但反向的并且被一段時(shí)間間隔分開的瞬時(shí)階躍組成的理想的正脈沖,時(shí)間間隔稱為脈沖寬度(pulse width)。圖8.44(b)示出了理想的負(fù)脈沖。從基準(zhǔn)測(cè)量的脈沖高度是脈沖的電壓(或電流)的振幅。通常情沉下,將所有的脈沖看成是理想的(由瞬時(shí)的階躍和形狀上完美的直角組成)來簡(jiǎn)化分析。
    然而,實(shí)際脈沖決不是理想的。脈沖不可能從一個(gè)電平瞬間變成另一個(gè)電平。過渡期(階躍)總是需要時(shí)間的,如8.45 (a)所示。就像所看見的,脈沖從較低的值上升到較高的值有一個(gè)時(shí)間間隔,這個(gè)間隔就稱為上升時(shí)間( rise time),用符號(hào)f,表示。
    上升時(shí)間( rise time)是脈沖從其振幅的10%上升到其振幅的90%所需要的時(shí)間。
    脈沖從其較高的值下降到較低值的這段時(shí)間間隔稱為下降時(shí)間( fall time),用符號(hào)f r表示。
    下降時(shí)間( fall time)是脈沖從其振幅的90%下降到其振幅的10%所需要的時(shí)間。
    對(duì)于非理想的脈沖,脈沖寬度(tw)也需要準(zhǔn)確的定義,因?yàn)榍把睾秃笱夭皇谴怪钡摹?BR>    脈沖寬度是前沿上數(shù)值是振幅50%的點(diǎn)與后沿上數(shù)值是電壓振幅的50%的點(diǎn)之間的時(shí)間。
    脈沖寬度顯示在圖8.45(b)中。

               

    在電子學(xué)中,正弦波是非常重要的,但它們不是交流的或隨時(shí)間變化的波形的唯一一種形式。其他兩種主要的波形是脈沖波形和i角波。
    在學(xué)完本節(jié)之后,OP215GN8應(yīng)該能夠辨別基本的非正弦波波形的特征:
    ①討論脈沖波形的性質(zhì)。
    ②定義占空比(duty cycle)。
    ③討論三角波和鋸齒波的性質(zhì)。
    ④討論波形的諧波成分。
    脈沖波形
    從基本上說,脈沖( pulse)可以描述成從一個(gè)電壓或電流電平(基準(zhǔn).baseline)非?斓剡^渡(前沿:leadingedge)到另一個(gè)電壓或電流;然后,在一段時(shí)間間隔之后,非?斓剞D(zhuǎn)變(后沿:trailing edge)回到原來的基準(zhǔn)電平。電平的過渡期稱為階躍( steps)。理想的脈沖由兩個(gè)等幅的但方向相反的階躍組成。當(dāng)前沿或者后沿是正向時(shí),就稱為上升沿( rising edge),當(dāng)前沿或者后沿是負(fù)向時(shí),就稱為下降沿(falling edge)。
    圖8. 44(a)示出了由兩個(gè)相等但反向的并且被一段時(shí)間間隔分開的瞬時(shí)階躍組成的理想的正脈沖,時(shí)間間隔稱為脈沖寬度(pulse width)。圖8.44(b)示出了理想的負(fù)脈沖。從基準(zhǔn)測(cè)量的脈沖高度是脈沖的電壓(或電流)的振幅。通常情沉下,將所有的脈沖看成是理想的(由瞬時(shí)的階躍和形狀上完美的直角組成)來簡(jiǎn)化分析。
    然而,實(shí)際脈沖決不是理想的。脈沖不可能從一個(gè)電平瞬間變成另一個(gè)電平。過渡期(階躍)總是需要時(shí)間的,如8.45 (a)所示。就像所看見的,脈沖從較低的值上升到較高的值有一個(gè)時(shí)間間隔,這個(gè)間隔就稱為上升時(shí)間( rise time),用符號(hào)f,表示。
    上升時(shí)間( rise time)是脈沖從其振幅的10%上升到其振幅的90%所需要的時(shí)間。
    脈沖從其較高的值下降到較低值的這段時(shí)間間隔稱為下降時(shí)間( fall time),用符號(hào)f r表示。
    下降時(shí)間( fall time)是脈沖從其振幅的90%下降到其振幅的10%所需要的時(shí)間。
    對(duì)于非理想的脈沖,脈沖寬度(tw)也需要準(zhǔn)確的定義,因?yàn)榍把睾秃笱夭皇谴怪钡摹?BR>    脈沖寬度是前沿上數(shù)值是振幅50%的點(diǎn)與后沿上數(shù)值是電壓振幅的50%的點(diǎn)之間的時(shí)間。
    脈沖寬度顯示在圖8.45(b)中。

               

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