鋸齒波

鋸齒波

鋸齒波(Sawtooth Wave)是常見的波形之一。標準鋸齒波的波形先呈直線上升,隨後陡落,再上升,再陡落,如此反覆。是一種非正弦波,由於它具有類似鋸子一樣的波形,即具有一條直的斜線和一條垂直於橫軸的直線的重複結構,它被命名為鋸齒波。鋸齒波音色顯得鏗鏘嘹亮,有穿透力。當電流強度在直線上升的過程中,磁場強度逐步增強,電子束偏轉幅度逐漸加大,在螢幕上掃過,通過電子束不同時刻強弱的不同形成不同色調和亮度的光柵格;而當電流強度突然降低時,磁場強度隨之驟降,電子束迅速返回初始位置,開始下一輪掃描。鋸齒波給人的視覺通感通常是亮紅或亮黃色。

定理定義

用分段函式表示鋸齒波 的表達式是A=2a(ft-[ft])-a(f為頻率,a為振幅)。方括弧為向下取整函式,或高斯函式。

用級數形式表示,則為A=-2/πΣ(sin(2πkft)/k)(k=1,2,...,∞)。右為動態演示,隨著諧波的增加,正弦波越來越接近鋸齒波。

鋸齒波波形鋸齒波波形

特性領域

電學領域

我們平時看到的彩色電視螢幕和示波器上的陰極射線管上的圖像,是由光組成的柵格拼湊成的。而柵格的不同色調和亮度的形成過程中,鋸齒波起了重要的控制作用。

我們都知道,螢幕上的一幀圖像不是在同一時刻形成的,而是通過電子束掃描逐步出現的。控制掃描電子束方向的電磁鐵中,通的電流就是鋸齒波電流。當電流強度在直線上升的過程中,磁場強度逐步增強,電子束偏轉幅度逐漸加大,在螢幕上掃過,通過電子束不同時刻強弱的不同形成不同色調和亮度的光柵格;而當電流強度突然降低時,磁場強度隨之驟降,電子束迅速返回初始位置,開始下一輪掃描。

聲學領域

鋸齒波音色顯得鏗鏘嘹亮,有穿透力。與方波一樣,鋸齒波是合成樂器中常出現的合成主音音色。在GM音源的音色庫中,第82號音色就是鋸齒波音色。

通感特性

鋸齒波給人的視覺通感通常是亮紅或亮黃色。在著名的音樂動畫Animusic中,鋸齒波被描繪成純紅色(#FF0000)可以鏇轉的雷射束,很貼切地體現了鋸齒波音色富有穿透力的特點。

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