Eine Rechteckwelle ist eine Wellenform, bei der das Signal nur zwei Pegel hat. Das Signal wechselt in regelmäßigen Abständen zwischen diesen Pegeln und der Wechsel erfolgt sofort. Diese Eigenschaften bedeuten, dass ein Diagramm der Welle über die Zeit Formen mit quadratischen Ecken erzeugt. Diese Wellenform hat praktische Anwendungen in digitalen Schaltkreisen und in der Musik.
Die meisten Wellenformen folgen einem bestimmten Muster, das als Sinus bekannt ist. Solche Wellenformen wechseln allmählich zwischen zwei Pegeln hin und her, so dass ein Graph der Welle über die Zeit eine Reihe von Kurven ist. Die Wellen des Meeres, Lichtwellen und Meereswellen folgen alle einem Sinusmuster, ebenso wie die Spannungshöhe in einem Wechselstromsystem.
Alle anderen Wellenformen werden als nicht-sinusförmige Wellenformen kategorisiert. Die bekanntesten von ihnen, einschließlich der Rechteckwellen-, Dreieckwellen- und Sägezahnwellenformen, beinhalten auch ein Signal, das zwischen zwei Pegeln schwankt. Jedoch verhält sich jede von diesen auf unterschiedliche Weise, dadurch gekennzeichnet, ob der Wechsel in eine oder beide Richtungen sofort oder allmählich erfolgt, wie lange der Wechsel dauert und wie lange zwischen den Wechseln verstreicht. Die Namen stammen von der Art und Weise, wie ein Diagramm der Welle über die Zeit die entsprechende Form erzeugt. Die sofortigen Änderungen einer Rechteckwelle in beide Richtungen bedeuten, dass der Graph wie der Turm einer Burg geformt ist.
Eine Rechteckwelle ist ziemlich einfach künstlich zu erzeugen. Dies macht es besonders geeignet, um sicherzustellen, dass verschiedene Teile einer Schaltung richtig synchronisiert werden. Das regelmäßige Muster der Welle dient als Zeitmesser. Es kann auch zum Synthetisieren von Klängen in Musik verwendet werden. Eine Schallwelle, die dem Rechteckwellenmuster folgt, klingt ähnlich wie Blasinstrumente wie Hörner, Posaunen und Saxophone.
In Wirklichkeit ist es unmöglich, eine perfekte Rechteckwelle zu erzeugen. Dies liegt daran, dass das Gerät, das zur Generierung verwendet wird, einige physische Einschränkungen aufweisen wird. Beispielsweise weisen die in den Stromkreisen des Geräts verwendeten Kabel einen gewissen Widerstand auf, der die Änderung der Spannungspegel verzögert.
Die Rechteckwelle wird manchmal auch als Rademacher-Funktion bezeichnet. Der Name stammt von Hans Adolph Rademacher, einem deutschen Mathematiker, der in die USA ausgewandert ist. Neben seinen eigenen Arbeiten zum mathematischen Studium unterrichtete er zahlreiche Studenten, die auch zu führenden Wissenschaftlern und Forschern auf diesem Gebiet wurden.