第1章 手机电路波形测量基础

1.1 概述

电路中的信号种类有很多，可分为模拟信号和数字信号，也可分为高频信号、低频信号，或分为直流信号、交流信号等。除了上述分类之外，还有很多分类，如确定信号和随机信号、连续时间信号和离散时间信号、周期信号和非周期信号等。

简单地说，不断重复的信号称为周期信号，而不断变化的信号称为非周期信号。换句话说，周期函数若在时间上恰好变化一个周期，所得到的信号函数看上去仍同原来的函数一样。时间的周期函数每隔T秒便重复出现一次（见图1.1），而图1.2则是一个非周期信号。

图1.1 周期信号每隔T秒便重复出现一次

图1.2 非周期信号

波形是信号的图形表现形式。波形有无数种。如果按波形来分，周期信号可分为正弦波、方波、矩形波、三角波、锯齿波、阶跃波、脉冲波等，如图1.3所示。正弦波的波形是按照正弦规律变化的，只有单一的频率成分，方波、三角波和阶梯波等都是复合波。

图1.3 多种不同波形的周期信号

正弦信号是频率成分最为单一的一种信号，正弦信号因其波形是数学上的正弦曲线而得名。手机中的射频信号、VCO信号、参考振荡信号等都是正弦波信号。图1.4是在一个手机的实时时钟晶体处检测到的32.768kHz信号的波形图。

图1.4 在一个手机的实时时钟晶体处检测到的32.768kHz信号的波形图

方波是另一种常见的波形。从本质上看，方波是以相同的时间间隔不停开、关的电压（或者不断为高、低值）。它是测试放大器的标准波形，好的放大器在增加方波幅值的同时有最小的失真。数字电路系统中经常使用方波作为定时信号，图1.5就是在一个手机中检测到的实时时钟信号。

图1.5 在一个手机中检测到的实时时钟信号

矩形波与方波类似，不同之处在于其高、低电压值的间隔时间并不等长。在分析数字电路时，矩形波非常有用。

锯齿波和三角波来源于线性控制电压电路。例如，模拟示波器的水平扫描或电视的光栅扫描等波形都是以恒定速度对电压电平值进行转换，这些渐增过程称为斜坡信号。

阶跃波和脉冲波之类的信号很少发生，并且是非周期信号。这类信号被称为单脉冲或瞬时信号。阶跃波指示的是电压的突然变化，打开电源开关时电压的情况即是如此。

脉冲指的是电压的突然的两次变化——打开电源开关马上又关闭时，产生的电压波形就是脉冲。在数字电路中进行信号传输时，一个脉冲可以表示信号的一位。脉冲也可能是电路中的低频干扰，或是某种缺陷。一系列传输脉冲的集合成为脉冲序列，手机的基带的部分电路就是通过脉冲序列（数字信号）进行相互通信的。图1.6是在一个手机中检测到的射频串行接口的时钟与数据信号。

图1.6 在一个手机中检测到的射频串行接口的时钟与数据信号

一些信号波形利用正弦波、方波、阶跃波或脉冲的特性，形成新的波形。例如，图1.7即是手机中视频输出电路中的视频信号。

图1.7 手机中视频输出电路中的视频信号