システム設計者は、マルチプレクサを使用して信号配線をシンプルにし、物理的マルチプレクサが信号自体に及ぼす影響をできるだけ小さくしたいと考えています。入力信号と出力信号の形状の時間に依存する差は一般に「歪み」と呼ばれます。入力信号の周波数成分の一部がシステム帯域幅を超えると、信号のこの成分に対するシステム応答は遅れます。その結果、出力信号は、入力信号の最も速い遷移を正確には再現しません。また、出力信号は入力信号の対応する特徴よりも振幅が小さく、エッジが広がって丸くなる可能性があります。

このセクションでは、方形波に注目し、方形波の形状がどのように形成されるかについて説明します。複雑な波形は、さまざまな振幅と位相関係の正弦波 (および余弦波) から形成されます。これはフーリエ解析の基礎です。

たとえば、異なる周波数の複数の正弦波から方形波を構成できます。基本周波数に加えて追加された正弦波は、高調波と呼ばれます。方形波には、基本周波数の奇数倍の高調波があります。より高い高調波が追加されると、結果は理想的な方形波に近くなります。

高調波の振幅は 1/N に等しく、N は高調波の次数 (1, 3, 5, 7…) です。各高調波は、基本波と同じ位相関係を持っています。最初の 2 つの高調波成分だけから方形波を構築すると、方形波がどのように発生するかの始まりがわかります (図 2-2 の波形 B)。図 2-2 では、赤のトレースが理想的な方形波を示し、緑のトレースが正しい振幅の N 次高調波であることを示しています。干渉周波数は、基本周波数よりもはるかに高い必要があります。システムが 3 次、5 次、またはそれ以上の高調波を通過させる必要がある場合、3dB カットオフ周波数は、これらの高調波よりも高くする必要があります (基本周波数の 3 倍、5 倍、7 倍以上)。  0 次、3 次、5 次の高調波成分を使って方形波を構築すると、実際に波形 (図 2-2 の波形 C) が形成されます。方形波を形成するために 10 次高調波成分を使用する場合、理想的な方形波 (図 2-2 の波形 D) に非常に近くなります。

これらのグラフから、直流成分ではなく高周波の高調波成分が方形波の形状に関与していることが容易に理解できます。