矩形波

如图所示为矩形波发生电路，它由反相输入的滞回比较器和RC电路组成。RC回路既作为延迟环节，又作为反馈网络，通过RC充、放电实现输出状态的自动转换。电压传输特性如图所示。

改变电位器的滑动端可改变占空比，但不能改变周期。2100433B

矩形波被广泛用于数字开关电路，两个二进制（2级）是从逻辑电路中产生。逻辑电路的同步操作，严格规定的时间间隔，使方波快速转换和定时参考信号适当“时钟”被使用。这可以从图中频域看到，但是，包含了频率带宽方波。他们不在，造成电磁辐射脉冲电流，影响了闭路的结果，造成错误。公元准确和非常敏感的电路，如传感器，以避免这个问题，以此作为时序参考方波，而不是正弦波。

因为矩形波电压只有两种状态，不是高电平，就是低电平，所以电压比较器是它的重要组成部分；因为产生振荡，就是要求输出的两种状态自动地相互转换，所以电路中必须引入反馈；因为输出状态应按一定的时间间隔交替变化，即产生周期性变化，所以电路中要有延迟环节来确定每种状态维持的时间。

设某一时刻输出电压uO= UZ，则同相输入端电位uP= UT。uO通过R3对电容C正向充电，如图中箭头所示。反相输入端电位uN随时间t增长而逐渐升高，当t趋近于无穷时，uN趋于 UZ；一旦uN= UT，再稍增大，uO就从 UZ跃变为-UZ，与此同时uP从 UT跃变为-UT。随后，uO又通过R3对电容C放电，如图中箭头所示。反相输入端电位uN随时间t增长而逐渐降低，当t趋近于无穷时，uN趋于-UZ；一旦uN=-UT，再稍减小，uO就从-UZ跃变为 UZ，与此同时，uP从-UT跃变为 UT，电容又开始正向充电。上述过程周而复始，电路产生了自激振荡。

由于矩形波发生电路中电容正向充电与反向充电的时间常数均为R3C，而且充电的总幅值也相等，因而在一个周期内uO= UZ的时间与uO=-UZ的时间相等，uO为对称的方波，所以也称该电路为方波发生电路。电容上电压uC和电路输出电压uO波形如图所示。矩形波的宽度Tk与周期T之比称为占空比，因此uO是占空比为1/2的矩形波。利用一阶RC电路的三要素法可列出方程，求出振荡周期 ，振荡频率f=1/T。

调整电压比较器的电路参数R1、R2和UZ可以改变方波发生电路的振荡幅值，调整电阻R1、R2、R3和电容C的数值可以改变电路的振荡频率。占空比的改变方法：使电容的正向和反向充电时间常数不同。利用二极管的单向导电性可以引导电流流经不同的通路，占空比可调的矩形波发生电路如图(a)所示，电容上电压和输出电压波形如图(b)所法。

电路工作原理

当uO= UZ时，通过RW1、D1和R3对电容C正向充电，若忽略二极管导通时的等效电阻，则时间常数 当uO=-UZ时，通过RW2、D2和R3对电容C反向充电，若忽略二极管导通时的等效电阻，则时间常数 利用一阶RC 电路的三要素法可以解出

1.矩形波导不能传播TEM波，只能传播TE波或TM波。

2.一般来说(a>b)矩形波导的主模为TE10模。

3.矩形波导的截止波长为2a。

4.单模传输条件是波长大于2b且波长小于2a大于a。

5.矩形波导功率容量较大，衰减较小。

最常见的脉冲电压波形是矩形波。理想矩形波的突变部分是瞬时的跳变。实际电路中，脉冲电压从零值跳变到最大值，或从最大值跳变到零值时，都需要经历一定的时间。图2是实际的矩形脉冲波形图。为了定量

描述矩形脉冲的特性，经常使用图2中所标注的主要参数：①U_m是脉冲信号的幅度；②t_r是脉冲信号的上升时间，又称上升沿或前沿，是指脉冲信号由0.lU_m上升至0.9U_m时所需要的时间；③t_f是脉冲信号的下降时间，又称下降沿或后沿，是指脉冲信号由0.9U_m下降至0.1U_m所需要的时间；④t_w是脉冲信号的持续时间，又称脉宽，是指从脉冲前沿上升到0.51U_m起，到脉冲后沿下降到0.5U_m为止的时间间隔；⑤T是脉冲信号的重复周期。将脉冲宽度t_w与脉冲重复周期T的比值，定义为占空比q。图1（b）中的方波信号就是占空比为50%的矩形脉冲。其它各种型式的脉冲信号，也常根据其波形的特点，采用一些特殊含义的参数来描述，如锯齿波信号，可用非线性系数来衡量其正程内的线性程度等。