矩形脉冲信号的频谱图,周期矩形脉冲信号的频谱特点

继续分享电工学基础第176期，脉冲信号。在脉冲数字电路中，信号是脉冲的，脉冲是一种跃变信号，并且持续时间短暂，可以短至几个微秒甚至几十纳秒，图13-3是常见的矩形波和尖顶波，实际波形并不象图13-3那样理想！例如实际的矩形波如图13-4所示。下面以图13-4的矩形波为例来说明脉冲信号的一些参数，脉冲幅度A：脉冲信号变化的最大值，脉冲前沿tr：从脉冲幅度的10%上升到90%时所需要的时间。

脉冲宽度tp：从前沿的脉冲幅度的50%到后延的脉冲幅度的50%所需要的时间，这段时间也称为脉冲持续时间。脉冲周期T:周期性的脉冲信号前、后两次出现的时间间隔。脉冲频率f：单位时间的脉冲数，f=1/T在脉冲数字电路中，通常是根据脉冲信号有无、个数、宽度和频率来进行工作的，所以抗干扰能力较强，准确度较高。此外，脉冲信号还有正和负之分，如果脉冲跃变后的值比初始值高，则为正脉冲，如图13-5a所示反之，则为负脉冲，如图13-5b所示。

1、周期性矩形脉冲信号波,频率不是1/T吗?但通过频谱分析之后,为何占那么多...

矩形波可化为若干个频率的正弦波之和。因此进行傅里叶变换后，您看到很多离散的频率，其实就是这样的，它表示了组成这个矩形波的各频率分量。拥有最高能量的频谱谱线则对应着这个矩形波的频率。所谓1/T的频率，是在时域分析中得到的。可详细研究一下：信号的傅里叶变换。

2、时域图与频谱图的关系

时域图（TimeDomainGraph）和频谱图（SpectrumGraph）是信号分析中的两个重要概念。时域图是指时间上的波形图，反映了信号在时间轴上的变化情况；而频谱图是指频率分布图，反映了信号在频率轴上的分布情况。时域图和频谱图之间有着密切的关系。首先，在时域图上观察到的波形可以被分解成不同频率的正弦波的叠加形式。

因此，如果我们知道一个信号在时域上的波形，我们就可以通过进行傅里叶变换来分解这个信号，并且从频谱图上观察不同频率成分的贡献。其次，在频谱图上可以看到不同频率成分的相对强度。我们可以通过观察频谱图上的谱线来判断信号所包含的频率分量，以及各个分量在信号中占据的比例。若信号的频率分量比较集中，那么频谱图上就会出现一个或多个尖峰。

3、采样序列为矩形脉冲,采样信号的频谱与原始模拟信号的频谱关系如何?

采样序列为矩形脉冲时，采样信号频谱会有一定的失真，无失真恢复的条件是：矩形脉冲的脉冲宽度无限趋近于零。(采样信号的频谱是由,原模拟信号的频谱,沿频率轴,每隔采样角频率ω重复出现一次，并叠加形成的周期函数，)(如果不理解，括号里的不用看)采样信号的频谱是离散的，原模拟信号是连续的，如果采样序列为矩形脉冲，矩形脉冲冲击时间(即脉冲宽度)越小，则冲击信号频谱越接近原模拟信号频谱，但只限于接近，不可能相同(理想状态下可以相同一下下)。