1.1

方波和正弦波到底有什麼區別呢？方波和正弦波都是我們在實際使用過程當中兩種最基礎的波形，談到它的區別，大傢腦袋裡面就會有一個第一印象，就是正弦波它是一個很圓滑的一個波形，而方波是一個方的；但其實這隻是這兩種波形在示波器上的成像。

那如果把它轉換到頻譜上它有什麼不同呢？今天我們用一個小實驗來展示一下這兩種波形的區別。

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首先是正弦波，我們在一個波形發生器上設置一個頻率1MHz幅度0dBm的一個正弦波信號，就可以看到它在頻譜上的顯示就是一條豎線（圖1.2），因為正弦波就是自然界中最基礎的電磁波形，也是最沒用的波形。為什麼說它沒用呢？因為單純的正弦波信號它自己是不能攜帶任何的有用信息的，而真正賦予它有用處的人就是一個叫傅裡葉的人。

1.3

傅裡葉（圖1.3）是19世紀法國非常著名的數學傢、物理學傢。他提出瞭一個讓我們無數的學子頭疼腦熱的一個傅裡葉變換的人。那傅裡葉變換的意思就是：在任何的一個數學函數，都可以寫成是由多個正弦函數之和。這句話換到物理學上的意思就是：任何一個復雜的電磁波信號都可以換算成是由多個最基本的正弦波信號疊加組成的。按照這個理論，可以說方波也是由無數個正弦波組成。

1.4

方波它就是由奇波再加上無數次的奇次諧波共同構成的（圖1.4）。這個諧波次數越多，方波它的棱角就越方，顯示出來的波形就越接近於理想的方波。它轉化到頻域裡面，為什麼是頻譜上顯示的樣子呢？那我們可以看看下面的這組圖片（圖1.5）來看一下波形是怎麼從時域轉換到頻率的。

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首先，這是一個三維的坐標軸，從x軸和y軸看上去它就是一個正常的方波，然後把這一個信號分解成多個多次諧波來形成這樣一個圖形，從時域上就是看到現實當中的樣子瞭。

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而轉換一下角度（圖1.6），看一下y軸和z軸這一面，它就是方波轉換到頻域裡面的樣子瞭。我們實際用實驗來測一下這個結果，首先，在波形發生器上設置一個1MHz、0dBm的方波，然後再到頻譜上就可以看到這個頻域上是由一系列的正弦波組成的。

1.7

測試一下（圖1.7），先做峰值搜索看到這個最高的峰值,就是我們基波1MHz，下一個峰值3MHz，再下一個5MHz，再下一個7MHz、9MHz、11MHz，這就可以看出這個方波就是由基波再加上它的奇次的諧波來構成的一個方波瞭，其實這個過程就是傅裡葉變換的實現過程。