Vad är en fyrkantsvåg?

September 18

En fyrkantvåg är en typ av vågform där signalen har endast två nivåer. Signalen växlar mellan dessa nivåer med jämna mellanrum och omkopplaren är omedelbar. Dessa egenskaper innebär en graf av vågen över tid kommer att producera former med fyrkantiga hörn. Denna vågform har praktisk användning i digitala kretsar och musik.

De flesta vågformer följer ett tydligt mönster som kallas sinus. Sådana vågformer växla fram och tillbaka mellan två nivåer gradvis, så att en kurva över vågen över tiden är en serie av kurvor. Vågorna i havet, ljusvågor och havsvågor följer alla en sinusmönster, liksom nivån på spänningen i en växelströmssystem.

Alla andra vågformer kategoriseras som icke-sinusformade vågformer. Den mest kända av dessa, däribland fyrkantvåg, triangelvåg och sågtand vågformer också innebära en signal som varierar mellan två nivåer. Men var och en av dessa beter sig på ett annat sätt, som kännetecknas av huruvida omkopplaren i endera eller båda riktningarna är ögonblicklig eller gradvis, hur länge omkopplaren tar, och hur länge förflyter mellan switchar. Namnen kommer från det sätt en kurva över vågen över tiden alstrar den lämpliga formen. De omedelbara ändringar i en fyrkantvåg i båda riktningarna betyder grafen är formad som revolver av ett slott.

En fyrkantvåg är ganska enkelt att generera artificiellt. Detta gör det särskilt lämpligt för att se till olika delar av en krets synkroniseras korrekt. Den regelbundet mönster av vågen fungerar som en tidsanordning. Den kan också användas för att syntetisera ljud i musik. En ljudvåg som följer torget vågform mönstret låter liknar vind instrument såsom horn, tromboner och saxofoner.

I verkligheten är det omöjligt att skapa en perfekt fyrkantvåg. Detta beror på att det blir några fysiska begränsningar till den anordning som används för att generera den. Till exempel kommer ledningar som används i enhetens elektriska kretsar har ett visst motstånd som fördröjer förändringen i spänningsnivåer.

Den fyrkantvåg ibland också kallas Rademacher funktion. Det namnet kommer från Hans Adolph Rademacher, en tysk matematiker som emigrerade till USA. Samt bidra sitt eget arbete till matematisk studie, undervisade han många studenter som också blev ledande akademiker och forskare inom området.