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矩形波英文解释翻译、矩形波的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【计】 square wave

分词翻译:

矩形的英语翻译:

rectangle
【化】 rectangle

波的英语翻译:

wave
【化】 wave
【医】 deflection; flumen; flumina; kymo-; wave

专业解析

矩形波(Rectangular Wave)是电子工程和信号处理领域的核心概念,指一种在高电平和低电平之间周期性跳变的波形,其脉冲上升沿和下降沿陡峭,形状类似矩形。以下是详细解释:

一、术语定义与特征

  1. 汉英对照

    • 矩形波(jǔ xíng bō):中文术语,直译为“矩形形状的波形”。
    • Rectangular Wave:英文标准术语,强调其电压/电流在两种电平间瞬时切换的特性。
    • 别名:方波(Square Wave)是占空比为50%的特殊矩形波。
  2. 数学表达

    矩形波的函数表达式为:

    $$ f(t) = A cdot operatorname{sgn}left[sinleft(frac{2pi t}{T}right)right] $$

    其中 (A) 为幅值,(T) 为周期,(operatorname{sgn}) 为符号函数,输出 ( +1 )(高电平)或 ( -1 )(低电平)。

  3. 核心参数

    • 占空比(Duty Cycle):高电平时间占周期的百分比(例如50%时为方波)。
    • 上升/下降时间:理想矩形波趋近于0,实际受电路限制。

二、工程应用与物理意义

  1. 数字电路基础

    矩形波是数字信号的理想模型,高电平代表逻辑“1”(如+5V),低电平代表“0”(如0V),用于时钟信号、数据传输等。

  2. 功率控制技术

    通过调节占空比实现脉冲宽度调制(PWM),应用于电机调速、LED调光等领域。例如,占空比80%表示高电平持续时间占周期的80%。

  3. 谐波分析

    傅里叶级数展开表明矩形波含丰富奇次谐波:

    $$ f(t) = frac{4A}{pi} sum_{n=1,3,5...}^{infty} frac{1}{n} sinleft(2pi n f tright) $$

    这一特性在滤波器设计和电磁兼容(EMC)中需重点关注。


三、权威参考来源

  1. 教材与标准

    • 《电子技术基础》(康华光主编):定义矩形波生成原理及运算电路设计。
    • IEEE标准术语库(IEEE Std 100):规范“Rectangular Wave”为正式术语。
  2. 工程手册

    • 《实用电子电路设计手册》(Paul Scherz):分析矩形波在振荡电路中的实际应用。
    • 美国国家仪器(NI)技术文档:说明PWM控制中的占空比调节机制。

注:因搜索结果未提供可直接引用的网页链接,以上引用来源基于经典教材及行业标准,建议通过学术数据库(如IEEE Xplore、知网)检索原文。实际应用中需注意理想矩形波不存在,信号完整性受电路寄生参数影响。

网络扩展解释

矩形波(Square Wave)是一种周期性的非正弦波形,其特点是电压或信号在高电平和低电平之间瞬时切换,形成类似矩形的波形。以下是详细解析:

1.基本特征

2.数学表示

矩形波的傅里叶级数展开为: $$ f(t) = frac{4}{pi} sum_{k=1}^{infty} frac{sin(2pi(2k-1)ft)}{2k-1} $$ 其中,奇次谐波的叠加构成理想矩形波。

3.应用场景

4.与方波的区别

方波是矩形波的特例(占空比严格50%),而矩形波的占空比可任意调整。例如,占空比30%的矩形波高电平时间短于低电平。

5.现实中的非理想性

实际矩形波的上升/下降沿存在微小延迟,且可能伴随过冲或振铃现象,需通过电路设计优化。

示例:Arduino微控制器输出的PWM信号即为矩形波,通过调节占空比控制舵机角度或灯光强弱。

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