La amplitud de una variable periódica es una medida de su cambio en un solo período (como el tiempo o el espacio ). La amplitud de una señal no periódica es su magnitud comparada con un valor de referencia. Existen varias definiciones de amplitud (ver más abajo), que son todas funciones de la magnitud de las diferencias entre los valores extremos de la variable . En textos más antiguos, la fase de una función periódica a veces se denomina amplitud. [1]
Para ondas periódicas simétricas, como ondas sinusoidales , ondas cuadradas o triangulares, la amplitud máxima y la semiamplitud son las mismas.
En mediciones de sistemas de audio , telecomunicaciones y otros donde el mensurando es una señal que oscila por encima y por debajo de un valor de referencia pero no es sinusoidal , a menudo se utiliza la amplitud máxima. Si la referencia es cero, este es el valor absoluto máximo de la señal; si la referencia es un valor medio ( componente CC ), la amplitud máxima es el valor absoluto máximo de la diferencia con respecto a esa referencia.
Semiamplitud significa la mitad de la amplitud de pico a pico. [2] La mayoría de la literatura científica [3] emplea el término amplitud o amplitud máxima para referirse a semiamplitud.
Es la medida de oscilación orbital más utilizada en astronomía y la medición de pequeñas semiamplitudes de velocidad radial de estrellas cercanas es importante en la búsqueda de exoplanetas (ver espectroscopia Doppler ). [4]
En general, el uso de la amplitud máxima es simple e inequívoco sólo para ondas periódicas simétricas, como una onda sinusoidal, una onda cuadrada o una onda triangular. Para una onda asimétrica (pulsos periódicos en una dirección, por ejemplo), la amplitud máxima se vuelve ambigua. Esto se debe a que el valor es diferente dependiendo de si la señal positiva máxima se mide en relación con la media, la señal negativa máxima se mide en relación con la media o la señal positiva máxima se mide en relación con la señal negativa máxima (el valor de pico a -amplitud máxima ) y luego se divide por dos (la semiamplitud ). En ingeniería eléctrica, la solución habitual a esta ambigüedad es medir la amplitud a partir de un potencial de referencia definido (como tierra o 0 V). Estrictamente hablando, esto ya no es amplitud, ya que existe la posibilidad de que se incluya una constante ( componente CC ) en la medición.
La amplitud de pico a pico (abreviada p – p ) es el cambio entre el pico (valor de amplitud más alto) y el valle (valor de amplitud más bajo, que puede ser negativo). Con los circuitos adecuados, las amplitudes de pico a pico de las oscilaciones eléctricas se pueden medir mediante metros o viendo la forma de onda en un osciloscopio . Pico a pico es una medición sencilla en un osciloscopio; los picos de la forma de onda se identifican y miden fácilmente frente a la retícula . Esta sigue siendo una forma común de especificar la amplitud, pero a veces otras medidas de amplitud son más apropiadas.
La amplitud cuadrática media (RMS) se utiliza especialmente en ingeniería eléctrica : la RMS se define como la raíz cuadrada de la media en el tiempo del cuadrado de la distancia vertical del gráfico desde el estado de reposo; [5] es decir, el RMS de la forma de onda de CA (sin componente de CC ).
Para formas de onda complicadas, especialmente señales que no se repiten como el ruido, generalmente se usa la amplitud RMS porque es inequívoca y tiene significado físico. Por ejemplo, la potencia media transmitida por una onda acústica o electromagnética o por una señal eléctrica es proporcional al cuadrado de la amplitud RMS (y no, en general, al cuadrado de la amplitud máxima). [6]
Para la energía eléctrica de corriente alterna , la práctica universal es especificar valores RMS de una forma de onda sinusoidal. Una propiedad de los voltajes y corrientes cuadráticos medios es que producen el mismo efecto de calentamiento que una corriente continua en una resistencia determinada.
El valor pico a pico se utiliza, por ejemplo, al elegir rectificadores para fuentes de alimentación o al estimar la tensión máxima que debe soportar el aislamiento. Algunos voltímetros comunes están calibrados para amplitud RMS, pero responden al valor promedio de una forma de onda rectificada. Muchos voltímetros digitales y todos los medidores de bobina móvil se encuentran en esta categoría. La calibración RMS sólo es correcta para una entrada de onda sinusoidal ya que la relación entre los valores pico, promedio y RMS depende de la forma de onda . Si la forma de onda que se mide es muy diferente de una onda sinusoidal, la relación entre RMS y el valor promedio cambia. Se utilizaron medidores con respuesta RMS real en mediciones de radiofrecuencia , donde los instrumentos midieron el efecto de calentamiento en una resistencia para medir una corriente. La llegada de medidores controlados por microprocesadores capaces de calcular RMS muestreando la forma de onda ha hecho que la medición de RMS real sea algo común.
En telecomunicaciones , la amplitud del pulso es la magnitud de un parámetro del pulso , como el nivel de voltaje , el nivel de corriente , la intensidad del campo o el nivel de potencia .
La amplitud del pulso se mide con respecto a una referencia específica y, por lo tanto, debe modificarse mediante calificadores, como promedio , instantáneo , pico o media cuadrática .
La amplitud del pulso también se aplica a la amplitud de las envolventes de las formas de onda moduladas en frecuencia y fase . [7]
En esta sencilla ecuación de onda
Las unidades de amplitud dependen del tipo de onda, pero siempre están en las mismas unidades que la variable oscilante. Una representación más general de la ecuación de onda es más compleja, pero el papel de la amplitud sigue siendo análogo a este caso simple.
Para las ondas en una cuerda , o en un medio como el agua , la amplitud es un desplazamiento .
La amplitud de las ondas sonoras y las señales de audio (que se relaciona con el volumen) se refiere convencionalmente a la amplitud de la presión del aire en la onda, pero a veces se describe la amplitud del desplazamiento (movimientos del aire o del diafragma de un altavoz ). [8] [9] El logaritmo de la amplitud al cuadrado generalmente se expresa en dB , por lo que una amplitud nula corresponde a − ∞ dB. La sonoridad está relacionada con la amplitud y la intensidad y es una de las cualidades más destacadas de un sonido, aunque en general los sonidos se pueden reconocer independientemente de la amplitud . El cuadrado de la amplitud es proporcional a la intensidad de la onda.
Para la radiación electromagnética , la amplitud de un fotón corresponde a los cambios en el campo eléctrico de la onda. Sin embargo, las señales de radio pueden transmitirse mediante radiación electromagnética; se hace oscilar la intensidad de la radiación ( modulación de amplitud ) o la frecuencia de la radiación ( modulación de frecuencia ) y luego se varían (modulan) las oscilaciones individuales para producir la señal.
La envolvente de amplitud se refiere a los cambios en la amplitud de un sonido a lo largo del tiempo y es una propiedad influyente ya que afecta la percepción del timbre. Un tono plano tiene una amplitud en estado estacionario que permanece constante durante el tiempo, lo cual está representado por un escalar. Otros sonidos pueden tener envolventes de amplitud de percusión que presentan un inicio abrupto seguido de una caída exponencial inmediata. [10]
Las envolventes de amplitud de percusión son características de varios sonidos de impacto: dos copas de vino chocando, golpeando un tambor, golpeando una puerta, etc. donde la amplitud es transitoria y debe representarse como una función continua o un vector discreto. Las envolventes de amplitud de percusión modelan muchos sonidos comunes que tienen un ataque, caída, sostenido y liberación de volumen transitorio. [11]
Con formas de onda que contienen muchos armónicos, se pueden lograr timbres transitorios complejos asignando cada armónico a su propia envolvente de amplitud transitoria distinta. Desafortunadamente, esto también tiene el efecto de modular el volumen del sonido. Tiene más sentido separar el volumen y la calidad armónica para que sean parámetros controlados independientemente uno del otro.
Para hacerlo, las envolventes de amplitud armónica se normalizan cuadro por cuadro para convertirse en envolventes de proporción de amplitud , donde en cada cuadro de tiempo todas las amplitudes armónicas sumarán 100% (o 1). De esta manera, la envolvente principal de control de sonoridad se puede controlar limpiamente. [12]
En reconocimiento de sonido, la normalización de amplitud máxima se puede utilizar para ayudar a alinear las características armónicas clave de dos sonidos iguales, lo que permite reconocer timbres similares independientemente del volumen. [13] [14]
Este artículo incorpora material de dominio público de la Norma Federal 1037C. Administración de Servicios Generales . Archivado desde el original el 22 de enero de 2022.La amplitud es el desplazamiento máximo de las partículas de una onda sonora.
La frecuencia es el número de vibraciones que produce una onda sonora por segundo.
La amplitud de una onda sonora es la medida de la altura de la onda.
La amplitud de una onda sonora se puede definir como el volumen o la cantidad de desplazamiento máximo de las partículas vibrantes del medio desde su posición media cuando se produce el sonido.
![{\displaystyle x=A\sin(\omega [tK])+b\ ,}](https://wikimedia.org/api/rest_v1/media/math/render/svg/3a37d32b9ee12f14d266655730379043e1897fb3)
{{cite web}}: Mantenimiento CS1: nombres numéricos: lista de autores ( enlace )