Hva er en firkantet bølge?

En firkantet bølge er en type bølgeform der signalet bare har to nivåer.Signalet bytter mellom disse nivåene med jevne mellomrom og bryteren er øyeblikkelig.Disse egenskapene betyr at en graf over bølgen over tid vil produsere former med firkantede hjørner.Den firkantede bølgen har praktiske bruksområder i digitale kretsløp og musikk.

De fleste bølgeformer følger et tydelig mønster kjent som sinus.Slike bølgeformer bytter frem og tilbake mellom to nivåer gradvis, slik at en graf over bølgen over tid er en serie kurver.Bølgene av havet, lette bølger og havbølger følger alle et sinusmønster, og det samme gjør spenningsnivået i et vekselstrømssystem.

Alle andre bølgeformer er kategorisert som ikke-sinusformede bølgeformer.De mest kjente av disse, inkludert kvadratbølgen, trekantbølgen og sawtooth-bølgeformer, involverer også et signal som svinger mellom to nivåer.Imidlertid oppfører hver av disse seg på en annen måte, preget av om bryteren i en eller begge retninger er øyeblikkelig eller gradvis, hvor lang tid bryteren tar, og hvor lang tid som går mellom brytere.Navnene kommer fra måten en graf over bølgen over tid gir riktig form.De øyeblikkelige endringene av en firkantet bølge i begge retninger betyr at grafen er formet som tårnet til et slott.

En firkantet bølge er ganske enkel å generere kunstig.Dette gjør det spesielt egnet for å sørge for at forskjellige deler av en krets blir synkronisert riktig.Det vanlige mønsteret til den firkantede bølgen fungerer som en timingenhet.Den firkantede bølgen kan også brukes til å syntetisere lyder i musikk.En lydbølge som følger det firkantede bølgemønsteret høres ut som vindinstrumenter som horn, tromboner og saksofoner.

I virkeligheten er det umulig å generere en perfekt firkantbølge.Dette er fordi det vil være noen fysiske begrensninger for enheten som brukes til å generere den.For eksempel vil kabling som brukes i enhetene elektriske kretsløp ha en viss motstand som forsinker endringen i spenningsnivåer.

Square -bølgen er noen ganger også kjent som Rademacher -funksjonen.Dette navnet kommer fra Hans Adolph Rademacher, en tysk matematiker som emigrerte til USA.I tillegg til å bidra med sitt eget arbeid til matematisk studie, lærte han mange studenter som også ble ledende akademikere og forskere på området.