方波圆角与过冲分析

一 低通RC结的TINA仿真图1 一阶低通RC结电路图如上，当输入50Hz方波时，电容器两端电压的上升沿和下降沿以指数规律变化,从而出现圆角。指数规律变化的上升沿其上升时间为。图2 一阶低通RC结在TINA中的仿真波形由一阶RC低通结的幅频特性与相频特性知道，方波通过一阶RC低通结时，谐波频率越高则幅值衰减越大，相位滞后越多（但最多不超过）。二 方波的圆角方波出现圆角的原因是：相对较低次的谐波而言，频率较高的谐波的幅值衰减较大，即高频抑制。图3 方波的前20次谐波合成的波形图4 方波的前100次谐波合成的波形由图4可以明显地观察到吉布斯现象。图5 高次谐波经衰减与相移后的合成波形图6 高次谐波经过衰减（无相移）后的合成波形由图5和图6可以看出，高次谐波经过衰减以后，将使得方波出现圆角。若各次谐波没有相移，则合成后仍然为对称波形。三 方波的过冲方波出现过冲的原因是：相对较低次的谐波而言，频率较低的谐波的幅值衰减较大，即低频抑制。图7 无相移时低频抑制的合成波形(RC=1)图8 无相移时低频抑制的合成波形(RC=10)图9 有相移时低频抑制的合成波形(RC=0.1)图10 有相移时低频抑制的合成波形(RC=1)图11 有相移时低频抑制的合成波形(RC=10)