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波形合成シミュレーター|正弦波・RMS・スペクトル

正弦波・矩形波・三角波・のこぎり波を最大4成分まで合成。振幅・周波数・位相を変えて、波形、RMS、ピーク、クレストファクター、簡易THDとスペクトルを比較できます。

波形コンポーネント
成分 1
振幅 A
周波数 f (Hz)
Hz
位相 φ (°)
°
成分 2
振幅 A
周波数 f (Hz)
Hz
位相 φ (°)
°
成分 3
振幅 A
周波数 f (Hz)
Hz
位相 φ (°)
°
成分 4
振幅 A
周波数 f (Hz)
Hz
位相 φ (°)
°
合成波形の特性
計算結果
RMS
ピーク
クレストファクター
THD (%)
-
components
時間域波形 & 周波数スペクトル(DFT)
時間変化
理論・主要公式
矩形波: $\dfrac{4A}{\pi}\sum_{n=1,3,5...}\dfrac{1}{n}\sin(n\omega t)$
三角波: $\dfrac{8A}{\pi^2}\sum_{n=0}^{\infty}\dfrac{(-1)^n}{(2n+1)^2}\sin((2n+1)\omega t)$
のこぎり波: $\dfrac{2A}{\pi}\sum_{n=1}^{\infty}\dfrac{(-1)^{n+1}}{n}\sin(n\omega t)$

条件をそろえて試す

計算例

成分1だけを有効にし、正弦波、振幅A=1.0(振幅入力10)、50Hz、位相0°にします。RMSは0.707、ピーク1.000、クレストファクター1.414、THDは0.0%です。同じ波をもう1成分、位相180°で加えると打ち消し合います。

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モデルと適用範囲

時間波形は最も低い有効周波数の2周期を512点で標本化します。矩形・三角波は20個の奇数次成分、のこぎり波は20次までの級数近似です。スペクトルは8点ごとに間引いた64点DFT。THDは最大成分を基準に2〜8倍の周波数ビンを使う簡易指標です。

よくある質問

振幅の数値入力とAの値が違うのは?

現在の振幅入力は10分の1スケールで、入力10がA=1.0、入力100がA=10.0です。振幅の物理単位は固定していません。電圧として読むなら波形とRMSにも同じ単位を使います。

矩形波のピークがAを超えるのはなぜ?

有限個の高調波で不連続な波形を近似しているため、端付近にオーバーシュートが生じます。理想矩形波とこの標本波形のピーク・RMSは完全には一致しません。

高い周波数の成分が違う位置に出るのは?

スペクトル用の間引きにはアンチエイリアスフィルターがありません。高調波が折り返す場合があります。また表示上限は600Hzです。測定器のスペクトルや高精度THDの代わりには使わないでください。

周波数が整数倍でない波も比較できますか?

合成できますが、観測窓に整数周期が入らない成分はスペクトルが広がります。位相や窓の長さもRMS・ピークに影響するため、まず整数倍の周波数で基本動作を確認すると読みやすくなります。

理論の参考資料(本ツールの精度保証ではありません)

NI: Sampling and aliasing

説明を更新:2026年9月6日

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