Hvad er en firkantet bølge?

En firkantet bølge er en type bølgeform, hvor signalet kun har to niveauer.Signalet skifter mellem disse niveauer med regelmæssige intervaller og kontakten er øjeblikkelig.Disse kvaliteter betyder, at en graf over bølgen over tid vil producere former med firkantede hjørner.Den firkantede bølge har praktiske anvendelser i digitale kredsløb og musik.

De fleste bølgeformer følger et tydeligt mønster kendt som sinus.Sådanne bølgeformer skifter frem og tilbage mellem to niveauer gradvist, således at en graf over bølgen over tid er en række kurver.Bølgerne på havet, lette bølger og havbølger følger alle et sinusmønster, ligesom spændingsniveauet i et vekselstrømsstrømsystem.

Alle andre bølgeformer er kategoriseret som ikke-sinusoidale bølgeformer.De mest kendte af disse, inklusive den firkantede bølge, trekantbølge og savtandbølgeformer, involverer også et signal, der svinger mellem to niveauer.Hver af disse opfører sig imidlertid på en anden måde, der er kendetegnet ved, om kontakten i en af eller begge retninger er øjeblikkelig eller gradvis, hvor lang tid switch tager, og hvor længe forløb mellem switches.Navnene kommer fra den måde, en graf over bølgen over tid producerer den passende form.De øjeblikkelige ændringer af en firkantet bølge i begge retninger betyder, at grafen er formet som tårnet på et slot.

En firkantet bølge er ret enkel at generere kunstigt.Dette gør det især velegnet til at sikre, at forskellige dele af et kredsløb synkroniseres korrekt.Det regelmæssige mønster for kvadratbølgen fungerer som en timingindretning.Den firkantede bølge kan også bruges til syntese af lyde i musik.En lydbølge, der følger det firkantede bølgemønster, lyder som vindinstrumenter såsom horn, tromboner og saxofoner.

I virkeligheden er det umuligt at generere en perfekt firkantbølge.Dette skyldes, at der vil være nogle fysiske begrænsninger for den enhed, der bruges til at generere den.For eksempel vil ledninger, der bruges i enhederne elektriske kredsløb, have en vis modstand, der forsinker ændringen i spændingsniveauer.

Square Wave er undertiden også kendt som Rademacher -funktionen.Dette navn kommer fra Hans Adolph Rademacher, en tysk matematiker, der emigrerede til USA.Ud over at bidrage med sit eget arbejde til matematisk undersøgelse underviste han adskillige studerende, der også blev førende akademikere og forskere på området.