Forma de onda

La forma y forma de una señal.

Formas de onda sinusoidales , cuadradas , triangulares y en dientes de sierra

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

Una forma de onda compuesta que tiene forma de lágrima.

Una forma de onda generada por un sintetizador .

En electrónica , acústica y campos afines, la forma de onda de una señal es la forma de su gráfica en función del tiempo, independiente 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 suele aplicarse a tensiones , corrientes o campos electromagnéticos que varían en el tiempo . En acústica, generalmente se aplica a sonidos periódicos constantes : variaciones de presión en el aire u otros medios. En estos casos, la forma de onda es un atributo independiente de la frecuencia , amplitud o 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 trazar su valor en varios momentos, con escalas adecuadas en los ejes de tiempo y valor. El electrocardiógrafo es un dispositivo médico para registrar la forma de onda de las señales eléctricas asociadas con los latidos del corazón ; esa forma de onda tiene un valor diagnóstico importante . Los generadores de formas de onda , que pueden generar un voltaje o corriente periódica con una de varias formas de onda, son una herramienta común en 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 complicadas. ^[1]

Formas de onda periódicas comunes

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

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

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 se pueden analizar 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 básicas sumadas.

Ver también

• Forma de onda de CA
• Generador de formas de onda arbitrarias
• Onda portadora
• factor de cresta
• Forma de onda continua
• Sobre (música)
• Dominio de la frecuencia
• Modulación de desplazamiento de fase
• Analizador de espectro
• Monitor de forma de onda
• Visor de formas de onda
• Paquete de olas

Referencias

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

Otras lecturas

• Yuchuan Wei, Qishan Zhang. Análisis de formas de onda comunes: una generalización nueva y práctica del análisis de Fourier. Springer EE. UU., 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. Prensa de la Universidad de Cambridge, 2012.
• Solomon W. Golomb y Guang Gong. Diseño de señales para una buena correlación: para comunicación inalámbrica, criptografía y radar. Prensa de la Universidad de Cambridge, 2005.
• Jayant, Nuggehally S y Noll, Peter. Codificación digital de formas de onda: principios y aplicaciones al habla y al vídeo . Englewood Cliffs, Nueva Jersey, 1984.
• M. Soltanalian. Diseño de señales para comunicaciones y detección activa. Disertaciones 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. Robusta formación de haces adaptativa. 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.
• John J. Benedetto, Ioannis Konstantinidis y Muralidhar Rangaswamy. "Formas de onda codificadas en fase y su diseño". Revista de procesamiento de señales IEEE , 26.1 (2009): 22–31.

enlaces externos

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