Bu makalede kare dalgaların ne olduğu açıklanmaktadır. Bu nedenle kare dalganın özelliklerinin ne olduğunu, kare dalganın ne için kullanıldığını, Fourier serisini kullanarak ona nasıl yaklaşılacağını ve son olarak dörtgen dalga ile dikdörtgen dalga arasındaki farkı keşfedeceksiniz.
Kare dalga nedir?
Kare dalga, yalnızca iki değeri olan bir alternatif akım dalgasıdır: maksimum değer ve minimum değer. Başka bir deyişle kare dalga, değerini ara değerlerden geçmeden iki uç değer arasında değiştiren bir elektrik sinyalidir.
Kare dalgalar çoğunlukla 1 ve 0, hatta 1 ve -1 değerlerine sahip elektrik sinyalleri üretmek için kullanılır. Böylece kare dalgalar dijital elektroniğin temelini oluşturur.
Kare dalgaların özelliklerinden biri de periyodik olmalarıdır, çünkü desenlerini her zaman aynı zaman diliminde tekrarlarlar.
Kısaca kare dalganın diğer dalga türlerinden farkı, kare dalganın ara değerlerden geçmemesi, minimum değerden maksimum değere ve tam tersi yönde gitmesidir.
Kare dalga ne için kullanılır?
Temel olarak, dijital sinyal işleme için kare dalgalar kullanılır. Ek olarak kare dalgaların aşağıdakiler gibi birçok kullanımı vardır:
- İşlemcilerde ve dijital kontrolörlerde saat sinyali olarak.
- Sensörlerde veya dijitalden analoğa ve analogdan dijitale dönüştürücülerde darbe genişliği modülasyonlu sinyal olarak.
- Osiloskoplarda cihazı kalibre etmek için bir test sinyali olarak.
- Sentezleyicilerde temel dalga formlarından biri olarak.
- Basit cihazlarda ve hatta oyuncaklarda basit bir ses sinyali olarak.
Kare dalganın Fourier serisi
Bir kare dalgaya Fourier serisi ile yaklaşılabilir. Daha kesin olarak, genliği 1 olan bir kare dalga, aşağıdaki Fourier açılımı kullanılarak sinüs dalgalarının sonsuz toplamı olarak temsil edilebilir:
![\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")
Aşağıdaki grafikten de görebileceğiniz gibi, hemen yukarıdaki Fourier serisi formülüyle kare dalgaya yaklaşılabilir.
Mükemmel kare dalganın, yani yüksek ve düşük değer arasında anlık geçişlerin olduğu dalganın hiçbir zaman elde edilemeyeceğini unutmamalısınız. Dalga üreteçlerinin fiziksel sınırlamalarından dolayı maksimum değer ile minimum değer arasında bir geçiş süresi vardır.
kare dalga ve dikdörtgen dalga
Bu bölümde kare dalga ile dikdörtgen dalga arasındaki farkı göreceğiz çünkü bunlar çok benzer iki dalga türüdür.
Kare dalga ile dikdörtgen dalga arasındaki fark, kare dalganın aynı süreye sahip iki voltaj seviyesine sahip olmasıdır. Ancak dikdörtgen bir dalgada düşük değerin süresi, yüksek seviyenin süresinden farklıdır.
Yukarıda gösterilen dikdörtgen dalga grafiğinden de görebileceğiniz gibi dalganın düşük değeri, yüksek değerine göre daha uzun sürer. Bu nedenle kare dalga değil dikdörtgen dalgadır.