Qu'est-ce qu'une onde carrée?

Une onde carrée est un type de forme d'onde où le signal n'a que deux niveaux. Le signal bascule à intervalles réguliers entre ces niveaux et il est instantané. Ces qualités signifient qu'un graphique de la vague au fil du temps produira des formes avec des coins carrés. L'onde carrée a des utilisations pratiques dans les circuits numériques et la musique.

La plupart des formes d'onde suivent un schéma distinct appelé sinus. De telles formes d'onde basculent entre deux niveaux progressivement, de sorte qu'un graphique de l'onde en fonction du temps représente une série de courbes. Les vagues de la mer, les ondes lumineuses et les vagues de la mer suivent toutes un modèle sinusoïdal, de même que le niveau de tension dans un système à courant alternatif.

Toutes les autres formes d'onde sont classées comme formes d'onde non sinusoïdales. Les plus connues d'entre elles, y compris les formes d'onde carrées, triangulaires et en dents de scie, impliquent également un signal qui fluctue entre deux niveaux. Cependant, chacun de ces comportements se comporte de manière différente, caractérisée par le fait que le commutateur dans l'une ou les deux directions est instantané ou progressif, par la durée de la commutation et par la durée écoulée entre les commutateurs. Les noms viennent de la façon dont un graphique de la vague au fil du temps produit la forme appropriée. Les changements instantanés d'une onde carrée dans les deux directions signifient que le graphique a la forme de la tourelle d'un château.

Une onde carrée est assez simple à générer artificiellement. Cela le rend particulièrement approprié pour s'assurer que les différentes parties d'un circuit sont correctement synchronisées. Le motif régulier de l’onde carrée agit comme un dispositif de chronométrage. L'onde carrée peut également être utilisée pour synthétiser des sons dans la musique. Une onde sonore qui suit le motif des ondes carrées ressemble à celle d'instruments à vent tels que les cors, les trombones et les saxophones.

En réalité, il est impossible de générer une onde carrée parfaite. En effet, le périphérique utilisé pour le générer sera soumis à certaines limitations physiques. Par exemple, le câblage utilisé dans les circuits électriques de l'appareil aura une certaine résistance qui retardera la modification des niveaux de tension.

L'onde carrée est parfois aussi appelée fonction de Rademacher. Ce nom vient de Hans Adolph Rademacher, un mathématicien allemand qui a émigré aux États-Unis. En plus de contribuer à l'étude des mathématiques, il a enseigné à de nombreux étudiants qui sont également devenus des universitaires et des chercheurs de premier plan dans le domaine.