Что такое прямоугольная волна?

Прямоугольная волна - это тип волны, когда сигнал имеет только два уровня. Сигнал переключается между этими уровнями через равные промежутки времени, и переключение происходит мгновенно. Эти качества означают, что график волны со временем будет давать формы с квадратными углами. Прямоугольная волна имеет практическое применение в цифровых схемах и музыке.

Большинство сигналов следуют особой схеме, известной как синус. Такие осциллограммы постепенно переключаются между двумя уровнями, так что график с течением времени представляет собой серию кривых. Морские волны, световые волны и морские волны все следуют синусоидальной схеме, как и уровень напряжения в системе переменного тока.

Все остальные сигналы относятся к несинусоидальным. Наиболее известные из них, в том числе прямоугольные, треугольные и пилообразные волны, также включают сигнал, который колеблется между двумя уровнями. Однако каждый из них ведет себя по-своему, характеризуясь тем, является ли переключатель в одном или обоих направлениях мгновенным или постепенным, сколько времени занимает переключение и сколько времени проходит между переключателями. Названия происходят от того, как график волны во времени создает соответствующую форму. Мгновенные изменения прямоугольной волны в обоих направлениях означают, что график имеет форму башни башни.

Прямоугольную волну довольно просто создать искусственно. Это делает его особенно подходящим для обеспечения правильной синхронизации различных частей схемы. Регулярная структура прямоугольной волны действует как устройство синхронизации. Прямоугольная волна также может быть использована для синтеза звуков в музыке. Звуковая волна, которая следует за шаблоном прямоугольной волны, звучит подобно духовым инструментам, таким как рожки, тромбоны и саксофоны.

На самом деле невозможно создать идеальную прямоугольную волну. Это потому, что будут некоторые физические ограничения на устройство, используемое для его генерации. Например, проводка, используемая в электрических цепях устройства, будет иметь некоторое сопротивление, которое задерживает изменение уровней напряжения.

Прямоугольная волна иногда также называется функцией Радемахера. Это имя происходит от Ганса Адольфа Радемахера, немецкого математика, который эмигрировал в Соединенные Штаты. Помимо участия в математических исследованиях, он обучал многочисленных студентов, которые также стали ведущими учеными и исследователями в этой области.