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Introduzione a Forme d’Onda e Segnali
In elettronica e telecomunicazioni, il segnale è una grandezza fisica variabile nel tempo che trasporta informazione. Può essere analogico o digitale e assumere diverse forme d’onda, a seconda della sua origine e del tipo di elaborazione richiesta.
Le forme d’onda descrivono l’andamento di un segnale nel tempo e sono fondamentali per la comprensione del comportamento dei circuiti elettrici ed elettronici.
Classificazione dei Segnali
🔹 Segnali Analogici
- Variano in modo continuo nel tempo.
- Possono assumere infiniti valori all’interno di un intervallo.
- Esempi: Segnali audio, temperatura, tensione alternata.
🔹 Segnali Digitali
- Discreti nel tempo e nei valori, rappresentati da livelli logici (es. 0 e 1).
- Più facili da elaborare e trasmettere senza degradazione.
- Esempi: Dati nei computer, segnali di comunicazione digitale, protocolli seriali.
Principali Forme d’Onda
🔹 Onda Sinusoidale
- Forma d’onda fondamentale nei circuiti AC.
- Descritta da:
- dove è l’ampiezza, la pulsazione e la fase.
- Presente in segnali di alimentazione e oscillatori.
🔹 Onda Quadra
- Alterna tra due valori con transizioni rapide.
- Utilizzata nei circuiti digitali e negli oscillatori a onda quadra.
- Contiene molte armoniche rispetto alla sinusoidale.
🔹 Onda Triangolare e Dente di Sega
- Onda triangolare: Varia linearmente tra un massimo e un minimo.
- Onda a dente di sega: Ha una salita graduale e una discesa ripida.
- Utilizzate nei sistemi di modulazione e nei circuiti PWM (Pulse Width Modulation).
🔹 Impulso e Treno di Impulsi
- Brevi variazioni di tensione o corrente, spesso usate nei circuiti di triggering e clock.
- Base della rappresentazione nei segnali digitali e nei sistemi di comunicazione.
Caratteristiche Fondamentali di un Segnale
✅ Ampiezza (): Valore massimo che il segnale può raggiungere.
✅ Periodo (): Tempo impiegato per completare un ciclo (per segnali periodici).
✅ Frequenza (): Numero di cicli completati al secondo, misurata in Hertz (Hz). Relazione con il periodo:✅ Fase (): Differenza temporale tra due segnali della stessa frequenza.
✅ Duty Cycle (per segnali a onda quadra e PWM): Rapporto tra il tempo in cui il segnale è alto e il periodo totale.Applicazioni delle Forme d’Onda
📡 Comunicazioni: Segnali radio e trasmissione dati digitali.
🔊 Audio e Acustica: Segnali sonori in musica e voce.
⚡ Alimentazione e Potenza: Corrente alternata e circuiti di conversione.
🔄 Elettronica Digitale: Clock e segnali di sincronizzazione nei processori.Lo studio delle forme d’onda e dei segnali è essenziale per comprendere il comportamento dei circuiti elettronici e delle moderne tecnologie di trasmissione e processamento delle informazioni.
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