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矩形波英文解釋翻譯、矩形波的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯:

【計】 square wave

分詞翻譯:

矩形的英語翻譯:

rectangle
【化】 rectangle

波的英語翻譯:

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

專業解析

矩形波(Rectangular Wave)是電子工程和信號處理領域的核心概念,指一種在高電平和低電平之間周期性跳變的波形,其脈沖上升沿和下降沿陡峭,形狀類似矩形。以下是詳細解釋:

一、術語定義與特征

  1. 漢英對照

    • 矩形波(jǔ xíng bō):中文術語,直譯為“矩形形狀的波形”。
    • Rectangular Wave:英文标準術語,強調其電壓/電流在兩種電平間瞬時切換的特性。
    • 别名:方波(Square Wave)是占空比為50%的特殊矩形波。
  2. 數學表達

    矩形波的函數表達式為:

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

    其中 (A) 為幅值,(T) 為周期,(operatorname{sgn}) 為符號函數,輸出 ( +1 )(高電平)或 ( -1 )(低電平)。

  3. 核心參數

    • 占空比(Duty Cycle):高電平時間占周期的百分比(例如50%時為方波)。
    • 上升/下降時間:理想矩形波趨近于0,實際受電路限制。

二、工程應用與物理意義

  1. 數字電路基礎

    矩形波是數字信號的理想模型,高電平代表邏輯“1”(如+5V),低電平代表“0”(如0V),用于時鐘信號、數據傳輸等。

  2. 功率控制技術

    通過調節占空比實現脈沖寬度調制(PWM),應用于電機調速、LED調光等領域。例如,占空比80%表示高電平持續時間占周期的80%。

  3. 諧波分析

    傅裡葉級數展開表明矩形波含豐富奇次諧波:

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

    這一特性在濾波器設計和電磁兼容(EMC)中需重點關注。


三、權威參考來源

  1. 教材與标準

    • 《電子技術基礎》(康華光主編):定義矩形波生成原理及運算電路設計。
    • IEEE标準術語庫(IEEE Std 100):規範“Rectangular Wave”為正式術語。
  2. 工程手冊

    • 《實用電子電路設計手冊》(Paul Scherz):分析矩形波在振蕩電路中的實際應用。
    • 美國國家儀器(NI)技術文檔:說明PWM控制中的占空比調節機制。

注:因搜索結果未提供可直接引用的網頁鍊接,以上引用來源基于經典教材及行業标準,建議通過學術數據庫(如IEEE Xplore、知網)檢索原文。實際應用中需注意理想矩形波不存在,信號完整性受電路寄生參數影響。

網絡擴展解釋

矩形波(Square Wave)是一種周期性的非正弦波形,其特點是電壓或信號在高電平和低電平之間瞬時切換,形成類似矩形的波形。以下是詳細解析:

1.基本特征

2.數學表示

矩形波的傅裡葉級數展開為: $$ f(t) = frac{4}{pi} sum_{k=1}^{infty} frac{sin(2pi(2k-1)ft)}{2k-1} $$ 其中,奇次諧波的疊加構成理想矩形波。

3.應用場景

4.與方波的區别

方波是矩形波的特例(占空比嚴格50%),而矩形波的占空比可任意調整。例如,占空比30%的矩形波高電平時間短于低電平。

5.現實中的非理想性

實際矩形波的上升/下降沿存在微小延遲,且可能伴隨過沖或振鈴現象,需通過電路設計優化。

示例:Arduino微控制器輸出的PWM信號即為矩形波,通過調節占空比控制舵機角度或燈光強弱。

分類

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