Forma de onda

La forma y la figura de una señal

Formas de onda sinusoidal , cuadrada , triangular y de diente de sierra .

Una onda sinusoidal, cuadrada y de diente de sierra a 440 Hz

Una forma de onda compuesta que tiene la forma de una lágrima.

Una forma de onda generada por un sintetizador

En electrónica , acústica y campos relacionados, la forma de onda de una señal es la forma de su gráfico en función del tiempo, independientemente de sus escalas de tiempo y magnitud y de cualquier desplazamiento en el tiempo. ^{[1] [2]} Las formas de onda periódicas se repiten regularmente en un período constante . El término también se puede utilizar para señales no periódicas o aperiódicas, como chirridos y pulsos . ^[3]

En electrónica, el término se aplica generalmente a voltajes , corrientes o campos electromagnéticos que varían con el tiempo . En acústica, se aplica generalmente a sonidos periódicos constantes (variaciones de presión en el aire u otros medios). En estos casos, la forma de onda es un atributo que es independiente de la frecuencia , la amplitud o el cambio de fase de la señal.

La forma de onda de una señal eléctrica se puede visualizar en un osciloscopio o cualquier otro dispositivo que pueda capturar y representar gráficamente su valor en varios momentos, con escalas adecuadas en los ejes de tiempo y valor. El electrocardiógrafo es un dispositivo médico que registra la forma de onda de las señales eléctricas asociadas con los latidos del corazón ; esa forma de onda tiene un importante valor diagnóstico . Los generadores de formas de onda , que pueden generar una tensión o corriente periódica con una de varias formas de onda, son una herramienta común en los laboratorios y talleres de electrónica.

La forma de onda de un sonido periódico constante afecta su timbre . Los sintetizadores y teclados modernos pueden generar sonidos con muchas formas de onda complejas. ^[1]

Formas de onda periódicas comunes

Algunos ejemplos simples de formas de onda periódicas incluyen los siguientes, donde es el tiempo , es la longitud de onda , es la amplitud y es la fase : ${\displaystyle t}$ ${\displaystyle \lambda }$ ${\displaystyle a}$ ${\displaystyle \phi }$

• Onda sinusoidal : La amplitud de la forma de onda sigue una función seno trigonométrica con respecto al tiempo. ${\textstyle (t,\lambda ,a,\phi )=a\sin {\frac {2\pi t-\phi }{\lambda }}.}$
• Onda cuadrada : esta forma de onda se utiliza habitualmente para representar información digital. Una onda cuadrada de período constante contiene armónicos impares que disminuyen a −6 dB/octava. ${\textstyle (t,\lambda ,a,\phi )={\begin{cases}a,(t-\phi ){\bmod {\lambda }}<{\text{duty}}\\-a,{\text{otherwise}}\end{cases}}.}$
• Onda triangular : contiene armónicos impares que disminuyen a −12 dB/octava. ${\textstyle (t,\lambda ,a,\phi )={\frac {2a}{\pi }}\arcsin \sin {\frac {2\pi t-\phi }{\lambda }}.}$
• Onda de diente de sierra : parece la dentadura de una sierra. Se encuentra a menudo en bases de tiempo para escaneo de pantallas. Se utiliza como punto de partida para síntesis sustractiva , ya que una onda de diente de sierra de período constante contiene armónicos pares e impares que disminuyen a −6 dB /octava. ${\textstyle (t,\lambda ,a,\phi )={\frac {2a}{\pi }}\arctan \tan {\frac {2\pi t-\phi }{2\lambda }}.}$

La serie de Fourier describe la descomposición de formas de onda periódicas, de modo que cualquier forma de onda periódica puede formarse mediante la suma de un conjunto (posiblemente infinito) de componentes fundamentales y armónicos. Las formas de onda no periódicas de energía finita pueden analizarse en sinusoides mediante la transformada de Fourier .

Otras formas de onda periódicas a menudo se denominan formas de onda compuestas y a menudo pueden describirse como una combinación de varias ondas sinusoidales u otras funciones base sumadas.

Véase también

• Generador de formas de onda arbitrarias
• Onda portadora
• Factor de cresta
• Forma de onda continua
• Sobre (música)
• Dominio de frecuencia
• Modulación por desplazamiento de fase
• Analizador de espectro
• Monitor de forma de onda
• Visor de formas de onda
• Paquete de ondas

Referencias

1. "Definición de forma de onda". techterms.com . Consultado el 9 de diciembre de 2015 .
2. David Crecraft, David Gorham, Electrónica , 2.ª ed., ISBN 0748770364 , CRC Press, 2002, pág. 62 
3. «IEC 60050 — Detalles para el número IEV 103-10-02: "forma de onda"». Vocabulario electrotécnico internacional (en japonés) . Consultado el 18 de octubre de 2023 .

Lectura adicional

• Yuchuan Wei, Qishan Zhang. Análisis de formas de onda comunes: una generalización nueva y práctica del análisis de Fourier. Springer US, 31 de agosto de 2000
• Hao He, Jian Li y Petre Stoica . Diseño de formas de onda para sistemas de detección activa: un enfoque computacional. Cambridge University Press, 2012.
• Solomon W. Golomb y Guang Gong . Diseño de señales para una buena correlación: para comunicaciones inalámbricas, criptografía y radar. Cambridge University Press, 2005.
• Jayant, Nuggehally S y Noll, Peter. Codificación digital de formas de onda: principios y aplicaciones para voz y vídeo . Englewood Cliffs, NJ, 1984.
• M. Soltanalian. Diseño de señales para detección activa y comunicaciones. Tesis doctorales de Uppsala de la Facultad de Ciencia y Tecnología (impresas por Elanders Sverige AB), 2014.
• Nadav Levanon y Eli Mozeson. Señales de radar. Wiley.com, 2004.
• Jian Li y Petre Stoica (eds.). Formación de haces adaptativa robusta. Nueva Jersey: John Wiley, 2006.
• Fulvio Gini, Antonio De Maio y Lee Patton, eds. Diseño y diversidad de formas de onda para sistemas de radar avanzados. Institución de ingeniería y tecnología, 2012.
• Benedetto, JJ; Konstantinidis, I.; Rangaswamy, M. (2009). "Formas de onda codificadas por fase y su diseño". Revista IEEE Signal Processing . 26 (1): 22. Bibcode :2009ISPM...26...22B. doi :10.1109/MSP.2008.930416.

Enlaces externos

• Colección de formas de onda de ciclo único muestreadas de varias fuentes