方波和正弦波有什么区别?

珂人尔


方波和正玄波的区别很明显,先看一下图片吧:


这个图片的上边波形就是一个方波的波形图,下边的是一个正玄波的波形图。

方波通常用来做脉冲信号,所以它在波形上的特点是在时间的任意时刻,不是最大值就是最小值,也可以认为是1和0,去表示信号的有无。或者说做通讯的时候,通讯接口的高低电平信号,如果连贯来看,也可以理解为是方波,只不是波形的占空比可能变化很大!

而正玄波则是因为正玄函数(sin)参与其中,所以波形和正玄曲线的特性一样,比较多见的就是交流电的理想波形就有看做是正玄波。

不管是方波还是正玄波,一个完整的变化就可以看做是一个周期,这个周期的时间是可以调整的,且方波的占空比可以调整,而正玄波的则一定表现为对称!

如下图:

方波的中为1的时间和为0的时间是可以调整的,也就是说占空比不一定是50%。

就说这么多了,希望对提问者有点帮助,谢谢!


控制研究控


从信号的组成来看,理想正弦波是单一频率的信号。比如市电,就只有50Hz的信号。

而方波频率成份非常丰富,可以看成无数个正弦波叠加而已,方波的频率

我们称为基频;方波由基频的正弦波以及频率为n*基频的高次谐波组成。

从波的形状态来看,正弦波上升、下降沿都很平缓,而方波从高电平到低电平,从低电平到高电平的边沿都的陡峭。对于理想的方波,电平的变化瞬间就要完成,实际上并做不到这一点。

从用途来看,在非线性器件或者数字电路中,方波更受欢迎,因为数字电路中的逻辑门需要陡峭的上升和下降沿,以减少电平变化时的功率消耗,只能可以对有时序要求的数字电路,比如时序逻辑电路或者是uart, iic,spi等数字通信,DDR读写等,需要陡峭的上升、下降沿,以保证时序以及速率。

非线性器件也是如此,比如IGBT,Mosfet等,控制信号需要在电平变化时足够陡峭,以减少器件从开->关,关->开之间的功率消耗。

在某些领域,正弦波更受欢迎,比如电网,高次谐波会对电器设备造成损坏,如果有高次谐波,需要谐波治理电路,将其滤出成为正弦波。

另外,含有高次谐波的方波,EMI的问题也远比正弦波严重。