Artikel ini menjelaskan apa itu gelombang persegi. Oleh karena itu, Anda akan mengetahui apa saja ciri-ciri gelombang persegi, kegunaan gelombang persegi, cara mendekatinya menggunakan deret Fourier, dan terakhir, perbedaan antara gelombang segi empat dan gelombang persegi panjang.
Apa itu gelombang persegi?
Gelombang persegi adalah gelombang arus bolak-balik yang hanya mempunyai dua nilai: nilai maksimum dan nilai minimum. Dengan kata lain, gelombang persegi adalah sinyal listrik yang mengubah nilainya antara dua nilai ekstrem tanpa melewati nilai perantara.
Gelombang persegi terutama digunakan untuk menghasilkan sinyal listrik, biasanya dengan nilai 1 dan 0, atau bahkan 1 dan -1. Dengan demikian, gelombang persegi menjadi dasar elektronik digital.
Salah satu ciri gelombang persegi adalah bersifat periodik, karena polanya selalu berulang dalam jangka waktu yang sama.
Singkatnya, perbedaan antara gelombang persegi dengan jenis gelombang lainnya adalah gelombang persegi tidak melewati nilai antara, melainkan berpindah dari nilai minimum ke nilai maksimum dan sebaliknya.
Untuk apa gelombang persegi digunakan?
Pada dasarnya gelombang persegi digunakan untuk pemrosesan sinyal digital. Selain itu, gelombang persegi memiliki banyak kegunaan, seperti:
- Dalam prosesor dan pengontrol digital sebagai sinyal jam.
- Dalam sensor atau konverter digital-ke-analog dan analog-ke-digital, sebagai sinyal termodulasi lebar pulsa.
- Dalam osiloskop sebagai sinyal uji untuk mengkalibrasi perangkat.
- Dalam synthesizer sebagai salah satu bentuk gelombang mendasar.
- Dalam perangkat sederhana atau bahkan mainan sebagai sinyal suara sederhana.
Deret Fourier gelombang persegi
Gelombang persegi dapat didekati dengan deret Fourier. Lebih tepatnya, gelombang persegi dengan amplitudo 1 dapat direpresentasikan sebagai jumlah gelombang sinus tak terhingga menggunakan ekspansi Fourier berikut:
![\begin{aligned}\displaystyle x(t)& =\frac{4}{\pi} \sum_{k=1}^\infty \frac{\sin\bigl(2\pi(2k-1 )ft\bigr)}{2k-1}\\[2ex]&= \frac{4}{\pi}\left( \sin(wt)+\frac{1}{3}\sin(3wt)+ \frac{1}{5}\sin (5wt)+\dots\right)\end{aligned}](https://physigeek.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-773d18deaa9c39c601e8416172769e0c_l3.png "Rendered by QuickLaTeX.com")
Seperti yang Anda lihat dari grafik di bawah, gelombang persegi dapat diperkirakan dengan rumus deret Fourier tepat di atas.
Anda harus ingat bahwa gelombang persegi sempurna, yaitu gelombang yang memiliki transisi sesaat antara nilai tinggi dan rendah, tidak pernah diperoleh. Karena keterbatasan fisik pembangkit gelombang, terdapat waktu transisi antara nilai maksimum dan nilai minimum.
gelombang persegi dan gelombang persegi panjang
Pada bagian ini kita akan melihat perbedaan antara gelombang persegi dan gelombang persegi panjang, karena keduanya merupakan jenis gelombang yang sangat mirip.
Perbedaan gelombang persegi dan gelombang persegi panjang adalah gelombang persegi mempunyai dua level tegangan dengan durasi yang sama. Namun, pada gelombang persegi panjang, durasi nilai rendah berbeda dengan durasi nilai tinggi.
Seperti yang dapat Anda lihat dari grafik gelombang persegi panjang yang ditunjukkan di atas, gelombang bernilai rendah bertahan lebih lama daripada gelombang bernilai tinggi. Oleh karena itu, ini adalah gelombang persegi panjang dan bukan gelombang persegi.