Un’onda quadra è un tipo di forma d’onda in cui il segnale ha solo due livelli. Il segnale passa tra questi livelli a intervalli regolari e il passaggio è istantaneo. Queste qualità significano che un grafico dell’onda nel tempo produrrà forme con angoli quadrati. Questa forma d’onda ha usi pratici nei circuiti digitali e nella musica.
La maggior parte delle forme d’onda segue uno schema distinto noto come seno. Tali forme d’onda cambiano gradualmente avanti e indietro tra due livelli, in modo tale che un grafico dell’onda nel tempo sia una serie di curve. Le onde del mare, le onde luminose e le onde del mare seguono tutte un andamento sinusoidale, così come il livello di tensione in un sistema a corrente alternata.
Tutte le altre forme d’onda sono classificate come forme d’onda non sinusoidali. I più noti di questi, tra cui l’onda quadra, l’onda triangolare e le forme d’onda a dente di sega, coinvolgono anche un segnale che fluttua tra due livelli. Tuttavia, ciascuno di questi si comporta in modo diverso, caratterizzato dal fatto che l’interruttore in una o entrambe le direzioni è istantaneo o graduale, quanto tempo impiega l’interruttore e quanto tempo trascorre tra gli interruttori. I nomi derivano dal modo in cui un grafico dell’onda nel tempo produce la forma appropriata. I cambiamenti istantanei di un’onda quadra in entrambe le direzioni indicano che il grafico ha la forma della torretta di un castello.
Un’onda quadra è abbastanza semplice da generare artificialmente. Ciò lo rende particolarmente adatto per assicurarsi che le diverse parti di un circuito siano sincronizzate correttamente. Il modello regolare dell’onda funge da dispositivo di temporizzazione. Può anche essere usato per sintetizzare suoni nella musica. Un’onda sonora che segue lo schema della forma d’onda quadra suona in modo simile a strumenti a fiato come corni, tromboni e sassofoni.
In realtà, è impossibile generare un’onda quadra perfetta. Questo perché ci saranno alcune limitazioni fisiche al dispositivo utilizzato per generarlo. Ad esempio, il cablaggio utilizzato nei circuiti elettrici del dispositivo presenterà una certa resistenza che ritarda la variazione dei livelli di tensione.
L’onda quadra è talvolta nota anche come funzione Rademacher. Quel nome deriva da Hans Adolph Rademacher, un matematico tedesco emigrato negli Stati Uniti. Oltre a contribuire con il proprio lavoro allo studio della matematica, ha insegnato a numerosi studenti che sono diventati anche importanti accademici e ricercatori nel campo.