Forma d'onda - Waveform

Forme d'onda sinusoidali , quadrate , triangolari e a dente di sega

In elettronica , acustica e campi correlati, la forma d' onda di un segnale è la forma del suo grafico in funzione del tempo, indipendentemente dalle sue scale temporali e di grandezza e da qualsiasi spostamento nel tempo.

In elettronica, il termine viene solitamente applicato a tensioni , correnti o campi elettromagnetici che variano periodicamente . In acustica, viene solitamente applicato a suoni periodici costanti , variazioni di pressione nell'aria o in altri mezzi. In questi casi, la forma d'onda è un attributo indipendente dalla frequenza , dall'ampiezza o dallo sfasamento del segnale. Il termine può essere utilizzato anche per segnali non periodici, come trilli e impulsi .

La forma d'onda di un segnale elettrico può essere visualizzata in un oscilloscopio o qualsiasi altro dispositivo in grado di catturare e tracciare il suo valore in vari momenti, con scale adeguate negli assi dei tempi e dei valori. L' elettrocardiografo è un dispositivo medico per registrare la forma d'onda dei segnali elettrici associati al battito del cuore ; quella forma d'onda ha un importante valore diagnostico . I generatori di forme d'onda , che possono emettere una tensione o una corrente periodica con una delle diverse forme d'onda, sono uno strumento comune nei laboratori e nelle officine di elettronica.

La forma d'onda di un suono periodico costante ne influenza il timbro . I sintetizzatori e le tastiere moderne possono generare suoni con molte forme d'onda complicate.

Esempi

Semplici esempi di forme d'onda periodiche includono quanto segue, dove è il tempo , è la lunghezza d'onda , è l' ampiezza ed è la fase : ${\displaystyle}$${\displaystyle \lambda}$${\displaystyle a}$${\displaystyle \phi}$

• Onda sinusoidale . L'ampiezza della forma d'onda segue una funzione seno trigonometrica rispetto al tempo.${\displaystyle (t,\lambda,a,\phi)=a\sin {\frac {2\pi t-\phi}{\lambda}}}$
• Onda quadra . Questa forma d'onda è comunemente usata per rappresentare le informazioni digitali. Un'onda quadra di periodo costante contiene armoniche dispari che diminuiscono a -6 dB/ottava.${\displaystyle (t,\lambda,a,\phi)={\begin{casi}a,&(t-\phi){\bmod {\lambda}}<{\text{dovere}}\\-a ,&{\text{altrimenti}}\end{casi}}}$
• Onda triangolare . Contiene armoniche dispari che diminuiscono a -12 dB/ottava.${\displaystyle (t,\lambda ,a,\phi )={\frac {2a}{\pi }}\arcsin \sin {\frac {2\pi t-\phi }{\lambda}}}$
• Onda a dente di sega . Sembrano i denti di una sega. Trovato spesso nelle basi temporali per la scansione del display. Viene utilizzato come punto di partenza per la sintesi sottrattiva , poiché un'onda a dente di sega di periodo costante contiene armoniche pari e dispari che diminuiscono a -6 dB /ottava.${\displaystyle (t,\lambda,a,\phi)={\frac {2a}{\pi}}\arctan \tan {\frac {2\pi t-\phi}{2\lambda}}}$

La serie di Fourier descrive la scomposizione di forme d'onda periodiche, in modo tale che qualsiasi forma d'onda periodica può essere formata dalla somma di un insieme (possibilmente infinito) di componenti fondamentali e armoniche. Le forme d'onda non periodiche di energia finita possono essere analizzate in sinusoidi mediante la trasformata di Fourier .

Altre forme d'onda periodiche sono spesso chiamate forme d'onda composite e possono spesso essere descritte come una combinazione di un numero di onde sinusoidali o altre funzioni di base sommate insieme.

Guarda anche

• Forma d'onda CA
• Generatore di forme d'onda arbitrarie
• Fattore di cresta
• Forma d'onda continua
• Busta (musica)
• Dominio della frequenza
• Modulazione dell'offset di fase
• Analizzatore di spettro
• Monitor della forma d'onda
• Visualizzatore di forme d'onda
• Pacchetto d'onda

Riferimenti

Ulteriori letture

• Yuchuan Wei, Qishan Zhang. Analisi della forma d'onda comune: una nuova e pratica generalizzazione dell'analisi di Fourier. Springer USA, 31 agosto 2000
• Hao He, Jian Li e Petre Stoica . Progettazione di forme d'onda per sistemi di rilevamento attivi: un approccio computazionale . Cambridge University Press, 2012.
• Solomon W. Golomb e Guang Gong. Progettazione del segnale per una buona correlazione: per comunicazione wireless, crittografia e radar . Cambridge University Press, 2005.
• Jayant, Nuggehally S e Noll, Peter. Codifica digitale delle forme d'onda: principi e applicazioni alla voce e al video . Scogliere di Englewood, New Jersey, 1984.
• M. Soltanalian. Progettazione del segnale per il rilevamento attivo e le comunicazioni . Dissertazioni di Uppsala della Facoltà di Scienze e Tecnologie (stampate da Elanders Sverige AB), 2014.
• Nadav Levanon ed Eli Mozeson. Segnali radar. Wiley. com, 2004.
• Jian Li e Petre Stoica, eds. Robusto beamforming adattivo. New Jersey: John Wiley, 2006.
• Fulvio Gini, Antonio De Maio, and Lee Patton, eds. Design e diversità delle forme d'onda per sistemi radar avanzati. Istituto di ingegneria e tecnologia, 2012.
• John J. Benedetto, Ioannis Konstantinidis e Muralidhar Rangaswamy. " Forme d'onda codificate in fase e loro design ." IEEE Signal Processing Magazine , 26,1 (2009): 22-31.

link esterno

• Raccolta di forme d'onda a ciclo singolo campionate da varie fonti