Forma de onda

Sine, cuadrado, triángulo y formas de onda de sierra

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.

En electrónica, el término generalmente se aplica a voltajes, corrientes o campos electromagnéticos que varían periódicamente. 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 que es independiente de la frecuencia, amplitud o cambio de fase de la señal. El término también se puede utilizar para señales no periódicas, como chirridos y pulsos.

La forma de onda de una señal eléctrica se puede visualizar en un osciloscopio o cualquier otro dispositivo que pueda capturar y graficar 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 que están asociadas con los latidos del corazón; esa forma de onda tiene un importante valor de diagnóstico. Los generadores de formas de onda, que pueden generar un voltaje o corriente periódicos 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 los teclados modernos pueden generar sonidos con muchas formas de onda complicadas.

Ejemplos

Ejemplos simples de forma de onda periódica incluir los siguientes, donde t{displaystyle t} es tiempo, λ λ {displaystyle lambda } es longitud de onda, a{displaystyle a} es amplitud y φ φ {displaystyle phi } es la fase:

• Ola sine: ()t,λ λ ,a,φ φ )=apecado⁡ ⁡ 2π π t− − φ φ λ λ {displaystyle (t,lambdaa,phi)=asin {frac {2pi t-phi }{lambda }. La amplitud de la forma de onda sigue una función sine trigonométrica con respecto al tiempo.
• Ola cuadrada: <math alttext="{displaystyle (t,lambdaa,phi)={begin{cases}a,&(t-phi){bmod {lambda }}()t,λ λ ,a,φ φ )={}a,()t− − φ φ )modλ λ .deber− − a,de otra manera{fnMicrosoft Sans Serif}un, un(t-fi){bmod {lambda {fnMicrosoft Sans Serif}<img alt="{displaystyle (t,lambdaa,phi)={begin{cases}a,&(t-phi){bmod {lambda }}. Esta forma de onda se utiliza comúnmente para representar la información digital. Una onda cuadrada de período constante contiene armónicos extraños que disminuyen en −6 dB/octave.
• Ola de triángulo: ()t,λ λ ,a,φ φ )=2aπ π arcsin⁡ ⁡ pecado⁡ ⁡ 2π π t− − φ φ λ λ {displaystyle (t,lambdaa,phi)={frac {2a}{pi }arcsin sin {frac {2pi t-phi }{lambda }. Contiene armónicos extraños que disminuyen en −12 dB/octave.
• Ola de Sawtooth: ()t,λ λ ,a,φ φ )=2aπ π arctan⁡ ⁡ #⁡ ⁡ 2π π t− − φ φ 2λ λ {displaystyle (t,lambdaa,phi)={frac {2a}{pi } 'arctan tan {frac {2ccH00} t-phi }{2lambda }. Esto parece los dientes de una sierra. Se encuentra a menudo en bases temporales para el escaneo de visualización. Se utiliza como punto de partida para la síntesis subtractiva, ya que una onda de sierra de período constante contiene extraños e incluso armónicos que disminuyen en −6 dB/octave.

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 armónicos y fundamentales. 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, se pueden describir como una combinación de varias ondas sinusoidales u otras funciones básicas sumadas.