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方波是一种重要的周期性信号，在工程应用中扮演着关键角色。它的数学定义是在一个周期内，信号在两个固定值之间跳跃。方波的关键参数包括幅值、周期和占空比。占空比决定了高电平持续时间与整个周期的比值，这个参数在实际应用中非常重要。
方波在数字电路中有着广泛的应用。最重要的应用是作为时钟信号，为数字系统提供同步基准。时钟信号通常具有固定的频率和50%的占空比。在计数器电路中，每个时钟上升沿都会触发计数器状态的改变，实现二进制计数功能。这种边沿触发机制是数字电路工作的基础。
脉宽调制PWM是方波的重要应用形式。PWM通过改变方波的占空比来控制平均电压，从而实现功率控制。平均电压等于最大电压乘以占空比。当占空比为30%时，平均电压为最大电压的30%。PWM广泛应用于电机调速、LED亮度控制和开关电源等领域，是现代电子控制系统的核心技术。
方波在通信系统中发挥着重要作用。在数字通信中，方波用作载波信号进行调制，如幅移键控ASK调制。数据信号和时钟信号都采用方波形式，确保数字信息的准确传输。在串行通信协议如UART、SPI中，方波提供时钟同步，保证发送端和接收端的数据同步。
开关电源是方波技术的重要应用。通过PWM控制信号驱动MOSFET开关，将输入直流电压转换为高频方波。当开关导通时，电感储存能量；开关断开时，电感释放能量。经过滤波电路后，高频方波被平滑为稳定的直流输出。这种技术实现了高效率的电压转换，广泛应用于各种电子设备中。