在電子電路中，我們經常需要產生一些不同類型、不同形狀或不同頻率的波形做為信號波形，如正弦波、方波、矩形波、三角波、鋸齒波等等。這些波形通常會被用于時鐘信號、觸發脈沖、定時信號等等。

所謂波形，就是電壓或電流隨時間變化的直觀表示。通常是以時間做為基準的X軸，電壓或電流隨時間t變化的大小數值則在Y軸表示，這樣在一段時間所形成的圖形，就是波形。波形的類型很多，按其在坐標軸上的表現，實際上大體可以分為以下兩組。

** 1.單向波形：** 這些波形只會出現在零軸之上或零軸之下，不跨越零軸點。如方波時鐘脈沖信號 ，通常使用時電壓只出現于0V之上，而不會使用負電壓。

** 2.雙向波形：** 這些波形會交替穿過零軸線，出現于Y軸的正負方向上。這樣的波形也可以稱為交替波形。如市電的正弦波，就是這樣的交替波形，電壓變化交替出現于Y軸正負方向 。

波形的三個特征：

** 周期：** 波形從開始到結束、重復自身所用的時間，單位一般是用秒。這個值也是正弦波的周期時間T或方波的脈沖寬度。

** 頻率：** 波形在一秒內重復自身的次數，( ? = 1/T )，單位是赫茲(Hz)。

** 幅度：** 以電壓伏特或電流安培為單位測量的信號波形的幅度或強度。

周期和頻率互為倒數，所以波形的頻率越高，周期時間越短，反過來看就是周期越長，頻率越低。

?以赫茲為單位，T以秒為單位。1Hz為1秒一個周期，1Hz是個很小的值，為了表示波形的周期數量級，通常加入下面的前綴符來表示。

正弦波 Sine Wave

正弦波的波形如上圖，在不同的幅度和不同周期下波形會不一樣。它的一個周期包括了正負半周，周期時間單位（T）可以是秒（s）、毫秒（ms）、微秒（us）和納秒（ns）等。對于正弦波還可以用度數或弧度來表示周期。一個完整的周期等于 360 ^o^ ( T = 360 ^o^ ) 或以弧度表示為2π ( T = 2π )，那么可以說 2π 弧度 = 360 ^o^ 。

方波 Square Wave

方波是一種對稱、每半個周期時間是相同的波形，與具有平滑上升和下降波形的正弦波不一樣，方波在正負峰值處有圓角，具有非常陡峭的上下升沿，頂部和底部平坦。當用于數字電路時，正脈沖寬度時間稱為周期的“占空比”，方波波形的正（ON）時間等于負（OFF）時間是一致的，所以占空比是50%。方波常用于電路中的時鐘和定時控制信號 。根據下面的公式，我們可以嘗試計算一下方波的頻率，當一個方波的脈沖寬度為10ms，因為占空比為50%，那么周期就為10ms+10ms=20ms，頻率=1/T=1s/20ms=50Hz。

矩形波 Rectangular Wave

和上面的方形所不一樣的是它不是對稱的，屬于“非對稱”波形，周期內的2個脈沖寬度不一樣。方波應該也算是一種特殊的矩形波。矩形波有時也可以用正脈沖寬度和占空比來表示。如脈寬為10ms，占空比為25%，也就是說這個波形周期T為10ms（25%）+30ms（75%），那么頻率就是1/T=1s/40ms=25Hz。矩形波可以用于各種控制電路上，最典型的可以是通過調節占空比來調節電壓或頻率等的PWM脈寬調制電路。

脈沖 Pulse

脈沖也稱脈波或脈沖波（pulse wave），波形和方波和矩形波形式上本無太大的區別，只是脈沖可以單個或以脈沖串形式被使用。脈沖波的形狀是周期的“Mark-to-Space”比率決定，脈沖的Mark部分非常短，且具有快速上升和下降的形狀。每個脈沖都可以是單獨的有效的波形和信號，使用它的目的就是產生一個非常短的信號來控制某些事件，也可以生成脈沖串列達到某種功能。如啟動單穩態電路、觸發器、計數器、定時器或功率器件等等。

無論方波、矩形波或脈沖，理想的波形在高和低兩個值之間是瞬時變化的。而產生波形的電路因為有物理局限性，這是不可能實現的。信號從低值上升到高值然后再下降所花費的時間分別稱為脈沖上升時間（rise time）和脈沖衰減時間（fall time）。

三角波 Triangular Wave

三角波顧名思義形似三角形，正向上升與負向衰減的時間相同，相當于提供了50%的占空比，電壓幅度與波形的頻率決定波形的平均電壓。較慢的上升下降斜率相比于較快的，得到的平均電壓更低。

鋸齒波 Sawtooth Wave

通過改變改變上升或下降的斜率，可以產生非對稱的三角波，形似于鋸片的齒，稱之為鋸齒波。下圖是二種類型的鋸齒波，前面一種是緩慢上升快速下降的正斜坡鋸齒波，后面一種是快速上升緩慢下降的負斜坡鋸齒波。三角波、鋸齒波可被用于掃描電路、D類放大電路等場合。

*文中圖片資料來源于互聯網