脉冲波形及其频谱

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《计量专业工程师手册》第368页（2641字）

1．脉冲波形与脉冲参数的定义

(1)脉冲的定义

脉冲信号与正弦信号的不同在于它不是连续波形，而是断续的波形。它是电压或电流的一个短暂冲击，即在时间轴上，两个信号波形之间存在有零或常量的电压或电流的间隔。

(2)脉冲参数的定义

脉冲波形是多种多样的，但比较广泛使用的是如图7．2－10所示的矩形脉冲，其中(a)为理想矩形脉冲，(b)是实际的矩形脉冲波形。下面对图7．2－10(b)中的非理想矩形脉冲的各参数分别叙述如下：

图7．2－10 脉冲参数的定义

1)脉冲幅度。指脉冲底值和顶值这两个量值的差值，如图中的A。

2)脉冲上升时间(或前过渡时间)。指脉冲幅度由10%上升到90%的一段过渡时间，如图中的t_r。

3)脉冲下降时间(或称后过渡时间)。指脉冲幅度由90%下降到10%的一段过渡时间，如图中的t_f。

4)脉冲的预冲。指脉冲上升时间前，波形有一下降失真，如图中的d。预冲的定义为

5)脉冲的上冲(或前过冲)。指紧接着脉冲上升时间后，超过顶值部分的值，如图中的b。上冲的定义为：

6)脉冲的下冲(或后过冲)。指紧接着脉冲下降时间后，超过底值部分的值，如图中的f。下冲的定义为：

7)衰减振荡(或阻尼振荡)幅度。指紧接着上冲后，超过(负向)顶值部分的值，如图中的c。其定义为：

8)脉冲宽度。指脉冲幅度为50%的两点之间的时间，如图中的τ。

9)脉冲周期。指一个脉冲波形上的任意一点到相邻脉冲波形上的对应点之间的时间，如图中的T。

10)脉冲宽度占有率。指脉冲宽度与周期之比。定义为：

11)脉冲平顶倾斜。指如图7．2－11(a)所示的脉冲顶部倾斜相对于脉冲幅度的比值。定义为：

图7．2－11 (a)脉冲的平顶倾斜和(b)脉冲的顶部不平坦度

12)脉冲顶部不平坦度。指脉冲顶部的波形失真，如图7．2－11(b)所示，以其峰－峰值与脉冲幅度之比的百分数来表示。定义为：

2．脉冲的频谱

对于周期性非正弦信号，我们已用式(7．2－21)的富氏级数把它们分解为许多正弦信号的叠加。对于非周期脉冲信号f(t)，我们同样可以把它们表示成许多正弦频率分量的叠加，为此，需要采用如下的富氏变换和富氏反变换公式：

定义F(ω)为f(t)的富氏变换，f(t)为F(ω)的富氏反变换，并把f(t)和F(ω)称为一个富氏变换对。F(ω)实际上即为非周期脉冲信号f(t)的复数频谱，｜F(ω)｜即为幅度频谱，F(ω)的相位与频率的关系为相位频谱。通常情况下所说的频谱指幅度频谱。典型脉冲信号的频谱在此不一一列举。

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