信號的產生（二）

1. 復合周期信號波形
   除正弦波之外的其它波形也十分有用，下圖給出了其中最常見的幾種波形。
   
   脈沖波形：脈沖波形（圖a）的突出特點是最大電平（波形的組成部分2和4）是恒定幅度和“平直”幅度。“上升沿”（1）將負電平連接到下一個正電平，而“下降沿”（3）則做相反連接。
   上升時間，下降時間：邊沿的持續時間分別稱為“上升時間”（T1）和“下降時間”（T3）。波形的一個周期τ由邊沿時間和電平時間之和構成。波形的頻率是1/τ。理想的脈沖波形具有零上升時間和零下降時間，但用實際電路并不能實現這一點。脈沖波形形成時，隨著增添的諧波數量增加，近似的上升時間和下降時間變得更短，但要實現零上升時間和零下降時間需要無限多個諧波和無限多個頻率。此外，促使這些邊沿時間大于現有電路能夠達到的時間往往還有更重要的工程原因：為短上升時間和下降時間所需的較高頻率的正弦波分量通常就是干擾能量的來源，因為它們很容易“泄露”到附近的裝置中。因此，應慎重對待上升時間，將它限制到恰好滿足特定應用所要求的時間。
   占空比：常常稱為“占空因數”，占空比是脈沖波形的另一個重要參數。占空比被定義為周期的正部分與整個周期之比。對于圖a所示波形，占空比為（1/2T1+T2+1/2T3）/τ。具有50%占空比以及相同的上升時間和下降時間的脈沖波形是稱之為“方波”的重要特殊情況。它只由基頻正弦波和奇次諧波組成。
   三角波形：三角波形（圖b），理想的三角波由連在一起的線性正斜率時段（1）和負斜率時段（2）組成。當兩個時段的時間相等時，這樣的波形稱為對稱波形。像方波一樣，對稱三角波只由基頻正弦波和奇次諧波組成。
   非對稱三角波常常稱為“鋸齒”波。鋸齒波常用作時域示波器的的水平驅動波形。時段2代表顯示信號的工作跡線，時段1是電子束回掃跡線。在諸如此類的應用中，最重要的問題是三角波的線性，即波形的各時段緊密接近精確直線的程度。
   任意波形：“任意”一詞并不是一個包括所有尚未討論的波形類型的包羅萬象的術語。確切的說，它是數字信號產生技術在儀器儀表中廣泛使用的結果。它的理念是產生一個由用戶對其一個周期形狀加以定義的周期波形。這類定義可以采用數學表示式，但更為普遍的是以一組如圖（c）中波形上的點所示取樣點的形式進行定義。用戶可以用圖形編輯功能如顯示屏和鼠標器來定義這些點，或者，可以從相連接的計算機下載一組取樣值。提供的取樣點越多，可以定義的波形越復雜。重復速率（即頻率）和幅度也可以由用戶控制。在一組取樣點送入儀器的存儲器之后，電子電路便通過這組數據產生平穩、反復重復的波形。
   這類用戶定義的波形的一個重要實例是，用來對病人監護儀和類似醫用設備進行測試的各種心電圖波形的合成。

三、如何產生周期信號

   沒有振蕩器便不會有周期信號產生，某些信號發生器直接利用由振蕩器產生的波形。然而，許多信號發生器是利用信號處理電路來產生它們的輸出，這些信號處理電路由固定頻率的精密振蕩器同步，這類振蕩器屬于合成器。 

振蕩器
電子振蕩器的主要任務就是將直流能量變換為周期信號。任何振蕩器電路都屬于以下兩大類：帶濾波反饋的交流放大器；閾值判決電路。
反饋振蕩器：反饋技術是歷史上最早采用的技術，且至今仍然是最常見的振蕩電路形式。下圖示出反饋振蕩器所需最低限度的組成部分。放大器的輸出加到對頻率1濾波網絡上。網絡的輸出再與放大器的輸入端相連。在某些條件下，放大器的輸出信號經過濾波網絡之后，如果將所呈現出的信號加到放大器的輸入端，便會產生輸出信號。由于反饋連接，信號被饋至輸入端，這意味著該電路能無限期地維持特定輸出信號，這就構成一個振蕩器。放大器與濾波器的電路組合稱為反饋環路。