Kaj je kvadratni val?

Kvadratni val je vrsta valovne oblike, kjer ima signal samo dve ravni. Signal preklaplja med temi nivoji v rednih intervalih in stikalo je takojšnje. Te lastnosti pomenijo, da bo graf vala skozi čas ustvaril oblike s kvadratnimi vogali. Ta valovna oblika ima praktično uporabo v digitalnih vezjih in glasbi.
Večina valovnih oblik sledi posebnemu vzorcu, znanemu kot sinus. Takšne oblike valov se postopoma preklapljajo naprej in nazaj med dvema nivojema, tako da je graf vala skozi čas niz krivulj. Morski valovi, svetlobni valovi in ​​morski valovi sledijo sinusnemu vzorcu, tako kot raven napetosti v sistemu izmeničnega toka.

Vse druge valovne oblike so kategorizirane kot nesinusne valovne oblike. Najbolj znani med njimi, vključno z valovnimi oblikami pravokotnega, trikotnega in žagastega valovanja, vključujejo tudi signal, ki niha med dvema nivojema. Vendar se vsak od teh obnaša na drugačen način, za katerega je značilno, ali je preklop v eni ali obeh smereh trenuten ali postopen, koliko časa traja stikalo in koliko časa preteče med stikali. Imena izhajajo iz načina, kako graf vala skozi čas ustvari ustrezno obliko. Takojšnje spremembe kvadratnega vala v obe smeri pomenijo, da je graf oblikovan kot stolp gradu.

Kvadratni val je dokaj enostavno ustvariti umetno. Zaradi tega je še posebej primeren za zagotovitev, da so različni deli vezja pravilno sinhronizirani. Pravilni vzorec vala deluje kot časovna naprava. Uporablja se lahko tudi za sintetiziranje zvokov v glasbi. Zvočni val, ki sledi kvadratnemu vzorcu valovne oblike, zveni podobno kot pihala, kot so rogove, pozavne in saksofoni.

V resnici je nemogoče ustvariti popoln kvadratni val. To je zato, ker bo naprava, ki se uporablja za ustvarjanje, imela nekatere fizične omejitve. Na primer, ožičenje, ki se uporablja v električnih tokokrogih naprave, bo imelo določen upor, ki upočasni spremembo ravni napetosti.

Kvadratni val je včasih znan tudi kot Rademacherjeva funkcija. To ime prihaja od Hansa Adolpha Rademacherja, nemškega matematika, ki je emigriral v ZDA. Poleg tega, da je s svojim delom prispeval k matematičnemu študiju, je poučeval številne študente, ki so postali tudi vodilni akademiki in raziskovalci na tem področju.