Forma d'onda elementari di un segnale
La rappresentazione di un segnale tramite un grafico è utile in particolare per identificare la forma d'onda del segnale: come suggerisce il nome, la forma d'onda di un segnale è appunto la forma (l'aspetto) che assume il grafico del segnale stesso.
Le forme d'onda che si incontrano pił frequentemente sono: sinusoidale, quadra, triangolare, dente di sega, gradino, rampa, impulso, treno di impulsi. La figura seguente dovrebbe chiarire il significato dei diversi nomi.
Un altro modo di classificazione per i segnali consente di suddividerli in:
- segnali periodici, cioè che si ripetono nel tempo (es. sinusoide, dente di sega, onda quadra, triangolare, treno di impulsi)
- segnali aperiodici, che non si ripetono nel tempo (es. gradino, impulso, rampa, esponenziale)
I segnali periodici sono caratterizzati da un parametro, il periodo (solitamente indicato con la lettera T maiuscola) , che si misura in secondi e che rappresenta l'intervallo di tempo dopo il quale il segnale si ripete identico:
Il reciproco del periodo si chiama frequenza (solitamente indicata con la lettera f minuscola) e si misura in Herz (Hz):
f = 1/T
E' importante però osservare che i segnali reali raramente (se non addirittura mai) seguono perfettamente l'andamento di una data forma d'onda. Infatti le forme d'onda "tipiche" costituiscono delle idealizzazioni rispetto all'andamento dei segnali reali. Questi ultimi, come si è detto, rappresentano grandezze fisiche, i cui valori dipendono in generale dalle caratteristiche e dalle condizioni del sistema cui la grandezza appartiene. I sistemi fisici reali sono in generale molto più complessi della loro descrizione matematica e pertanto generano segnali la cui forma d'onda può essere solo approssimativamente ricondotta ad un certo "tipo" predefinito.
Ad esempio la figura seguente mostra il grafico di un tipico segnale vocale, corrispondente alla registrazione della parola "segnale". Come si può osservare l'aspetto non corrisponde a nessuna delle forme d'onda predefinite.
Osserviamo inoltre che, sebbene il concetto di segnale periodico sia un'utile astrazione, nel campo dei segnali reali non esistono segnali veramente periodici. Infatti questi segnali, in teoria, dovrebbero ripetersi identici in ogni periodo e ciò dovrebbe accadere su tutto l'asse dei tempi. Qualunque segnale reale però ha un istante di inizio ed un istante di fine: si pensi ad esempio ad un generatore di sinusoidi, il quale comincia a produrre una tensione sinusoidale quando viene acceso e smette quando viene spento. Pertanto nessun segnale reale è mai perfettamente periodico, dal momento che esso non può ripetersi sempre, ma solo entro un intervallo di tempo limitato.
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