Vad är en fyrkantig våg?

En fyrkantig våg är en typ av vågform där signalen bara har två nivåer. Signalen växlar mellan dessa nivåer med regelbundna intervall och omkopplaren är direkt. Dessa egenskaper innebär att en graf över vågen över tid kommer att producera former med fyrkantiga hörn. Den fyrkantiga vågen har praktiska användningar i digitala kretsar och musik.

De flesta vågformer följer ett distinkt mönster som kallas sinus. Sådana vågformer växlar fram och tillbaka mellan två nivåer gradvis, så att en graf över vågen över tid är en serie kurvor. Havets vågor, ljusvågor och havsvågor följer alla ett sinusmönster, liksom spänningsnivån i ett växlande strömsystem.

Alla andra vågformer kategoriseras som icke-sinusformiga vågformer. De mest kända av dessa, inklusive fyrkantiga våg, triangelvåg och sågtandvågformer involverar också en signal som fluktuerar mellan två nivåer. Men var och en av dessa uppför sig på ett annat sätt, kännetecknad av om omkopplaren i endera eller båda riktningarna är instantan eller gradvis, hur lång tid brytaren tar och hur lång tid går mellan switchar. Namnen kommer från hur en graf över vågen över tid ger lämplig form. De omedelbara förändringarna av en fyrkantig våg i båda riktningarna innebär att grafen är formad som ett slottets torn.

En fyrkantig våg är ganska enkel att generera konstgjort. Detta gör det särskilt lämpligt för att se till att olika delar av en krets synkroniseras korrekt. Det vanliga mönstret för fyrkantiga vågen fungerar som en timinganordning. Den fyrkantiga vågen kan också användas för att syntetisera ljud i musik. En ljudvåg som följer det fyrkantiga vågmönstret låter liknande vindinstrument som horn, tromboner och saxofoner.

I verkligheten är det omöjligt att generera en perfekt fyrkantig våg. Detta beror på att det kommer att finnas några fysiska begränsningar för enheten som används för att generera den. Till exempel ledningar som används i Than enhetens elektriska kretsar kommer att ha en viss motstånd som försenar förändringen i spänningsnivåer.

Square Wave är ibland också känd som Rademacher -funktionen. Det namnet kommer från Hans Adolph Rademacher, en tysk matematiker som emigrerade till USA. Förutom att bidra med sitt eget arbete till matematisk studie, lärde han många studenter som också blev ledande akademiker och forskare inom området.