為什么上升沿變緩 則輻射變小

方波的四種形式，但我們經(jīng)常遇見(jiàn)的是左上角和右下角的兩種形式，如圖14.4所示。

圖 14.4 四種方波波形

我們就以右下角為例來(lái)分析方波函數，

我們可以把積分周期從0~T，移動(dòng)到-T/2~T/2，因為函數式周期信號，所以?xún)蓚€(gè)區間積分的結果一致。

我們根據傅里葉級數系數公式：

當n為偶函數時(shí)，cosnπ=1，則bn=0，當n為奇函數時(shí)，cosnπ=0，bn=2A/nπ

任何周期性的信號都可以用無(wú)數個(gè)正弦函數之和來(lái)表示，每個(gè)正弦函數分量的頻率是基頻f0=1/T的倍數。通常，噪聲也是隨著(zhù)電路的運轉而周期性地存在，因此需要對噪聲的特性進(jìn)行頻域上的分析。我們假設周期為T(mén)的方波信號，波形如圖14.4所示。

圖 14.4 周期為T(mén)的方波信號

周期為T(mén)的方波的三角函數的傅里葉級數可以表示為

所以可以看到轉換到頻域，頻譜分量只存在在基頻f0=1/T的奇數倍(諧波)上。負數頻域在實(shí)際中不需要考慮，則Cn的頻譜特性如圖14.5所示。在圖中，標注了頻譜的包絡(luò )線(xiàn)。

包絡(luò )線(xiàn)是一個(gè)信號在時(shí)域或頻域中振蕩的峰值點(diǎn)形成的曲線(xiàn)，表示了信號振蕩的上下界。包絡(luò )線(xiàn)通常用于描述一個(gè)信號的整體趨勢，而忽略了信號內部的高頻振蕩。包絡(luò )線(xiàn)提供了一個(gè)有效的手段來(lái)捕捉信號振蕩的整體特征，而不受高頻細節的影響。

圖 14.5 方波的正頻率的單邊幅度頻譜

對于50%占空比的方波來(lái)說(shuō)，只包含奇次諧波的分量，偶次諧波的分量為零。對于這個(gè)特點(diǎn)，在我們實(shí)際的應用中可以加以應用。

以上分析的理想方波，上升時(shí)間和下降時(shí)間為零，但在實(shí)際應用中沒(méi)有這么理想的方波，甚至我們希望通過(guò)減緩上升和下降時(shí)間來(lái)降低高頻的諧波分量。梯形周期脈沖波形如圖14.6所示。

圖 14.6梯形周期脈沖波形

如圖的梯形波周期脈沖，原始的展開(kāi)系數是

簡(jiǎn)化分析，我們考慮的特殊情況，可以進(jìn)一步合并，得到展開(kāi)式的系數為，我們用τr來(lái)代替τf

這個(gè)展開(kāi)式對比方波的展開(kāi)式，是包含兩項的乘積。在方波的分析中，雖然譜分量只存在在

上，但是包絡(luò )具有的形式，它的邊界是確定的。

我們對方波和梯形波的展開(kāi)系數做對數運算，則兩種波形在頻譜上體現出梯形波的高頻分量明顯比方波更小，其高頻對外輻射也會(huì )更小。

方波的包絡(luò )，如圖14.8（a）所示，形波的包絡(luò )，如圖14.8（b）所示

（a）方波

（b）梯形波

圖 14.8方波脈沖和梯形波的單邊譜邊界