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Signal Generator

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SignalGenerator 方块是一个功能多样的周期信号发生器，可产生多种类型的时变波形，用于系统仿真与动态测试。该方块能够生成正弦波、余弦波、方波、锯齿波和三角波。在控制工程与信号处理应用中，它是构建激励信号、动态参考输入以及周期性干扰源的基础方块。

该方块作为虚拟函数信号发生器运行，仅根据当前仿真时间与设定参数直接计算输出值。

数学模型

信号发生器支持多种波形，均基于统一的基础相位角 $\theta$ 和归一化周期位置 $n$ ：

\begin{aligned} \theta(t) &= 2\pi f t + \phi \\ n(t) &= \left( \frac{\theta(t)}{2\pi} \right) \bmod 1 \quad \text{(归一化周期位置, } 0 \le n < 1 \text{)} \end{aligned}

输出信号 $y(t)$ 取决于所选的波形类型 signalType：

y(t) = \text{offset} + \begin{cases} A \sin(\theta(t)), & \text{Sine} \\ A \cos(\theta(t)), & \text{Cosine} \\ A \cdot \text{sgn}(\text{dutyCycle} - n(t)), & \text{Square} \\ A (2n(t) - 1), & \text{Sawtooth} \\ A (1 - 4|n(t) - 0.5|), & \text{Triangle} \end{cases}

其中：

Direction	ID	Label	类型	Status
→ In	`trigger`	Trigger	number	Optional
← Out	`out`	Signal	number	Output

参数	Label	类型	默认值	描述
`signalType`	Signal Type	select	`sine`	Type of periodic signal to generate
`amplitude`	Amplitude	number	`1`	Peak amplitude of the signal
`frequency`	Frequency	number	`1`	Signal frequency in Hertz
`offset`	Offset	number	`0`	DC offset added to the signal
`phase`	Phase	number	`0`	Initial phase offset in degrees
`dutyCycle`	Duty Cycle	number	`0.5`	Duty cycle for square wave (0-1)

向连续传递函数输入 10 Hz 正弦信号，以观察系统的增益放大与相位滞后：

SignalGenerator (signalType: "sine", frequency: 10) → TransferFunction → Scope

生成 10 Hz、占空比为 30% 的方波调制信号：

SignalGenerator (signalType: "square", frequency: 10, dutyCycle: 0.3) → Controller

奈奎斯特采样准则: 在设置较高信号频率时，仿真采样率（ $f_s = 1/\Delta t$ ）必须远大于信号频率（ $f_s \ge 10 \cdot f$ ），以防止波形出现混叠和失真。
无状态实时计算: 信号纯粹由时间变量 $t$ 计算得到，无内部历史状态，开销极低。
WASM 优化: 核心计算采用 WebAssembly 原生编译，满足高频信号实时发生需求。