Wellenform - Waveform
In Elektronik , Akustik und verwandten Bereichen, die Wellenform eines Signals ist die Form der Graphen als eine Funktion der Zeit, unabhängig von der Zeit und Größenskalen und jeglicher Verschiebung in der Zeit.
In der Elektronik wird der Begriff üblicherweise für sich periodisch ändernde Spannungen , Ströme oder elektromagnetische Felder verwendet . In der Akustik wird es normalerweise auf konstante periodische Geräusche angewendet – Druckschwankungen in Luft oder anderen Medien. In diesen Fällen ist die Wellenform ein Attribut, das unabhängig von der Frequenz , Amplitude oder Phasenverschiebung des Signals ist. Der Begriff kann auch für nicht periodische Signale wie Chirps und Pulse verwendet werden .
Die Wellenform eines elektrischen Signals kann in einem Oszilloskop oder einem anderen Gerät visualisiert werden, das seinen Wert zu verschiedenen Zeiten mit geeigneten Skalen in der Zeit- und Wertachse erfassen und darstellen kann . Der Elektrokardiograph ist ein medizinisches Gerät zur Aufzeichnung der Wellenform der elektrischen Signale, die mit dem Herzschlag verbunden sind ; diese Wellenform hat einen wichtigen diagnostischen Wert. Wellenformgeneratoren , die eine periodische Spannung oder einen periodischen Strom mit einer von mehreren Wellenformen ausgeben können, sind ein gängiges Werkzeug in Elektroniklabors und -werkstätten.
Die Wellenform eines stetigen periodischen Sounds beeinflusst seine Klangfarbe . Synthesizer und moderne Keyboards können Klänge mit vielen komplizierten Wellenformen erzeugen.
Beispiele
Einfache Beispiele für periodische Wellenformen sind die folgenden, wobei die Zeit , die Wellenlänge , die Amplitude und die Phase sind :
- Sinuswelle . Die Amplitude der Wellenform folgt einer trigonometrischen Sinusfunktion in Bezug auf die Zeit.
- Rechteckwelle . Diese Wellenform wird üblicherweise verwendet, um digitale Informationen darzustellen. Eine Rechteckwelle mit konstanter Periode enthält ungerade Harmonische , die bei -6 dB/Oktave abnehmen.
- Dreieckwelle . Es enthält ungerade Harmonische , die bei -12 dB/Oktave abnehmen.
- Sägezahnwelle . Das sieht aus wie die Zähne einer Säge. Wird häufig in Zeitbasen für Display-Scans gefunden. Es wird als Ausgangspunkt für die subtraktive Synthese verwendet , da eine Sägezahnwelle mit konstanter Periode ungerade und gerade Harmonische enthält , die bei -6 dB /Oktave abnehmen .
Die Fourier-Reihe beschreibt die Zerlegung periodischer Wellenformen, so dass jede periodische Wellenform durch die Summe einer (möglicherweise unendlichen) Menge von Grund- und Oberwellenkomponenten gebildet werden kann. Nichtperiodische Wellenformen endlicher Energie können durch die Fourier-Transformation in Sinuskurven analysiert werden .
Andere periodische Wellenformen werden oft als zusammengesetzte Wellenformen bezeichnet und können oft als Kombination einer Anzahl von Sinuswellen oder anderen addierten Basisfunktionen beschrieben werden.
Siehe auch
- AC-Wellenform
- Generator für beliebige Wellenformen
- Scheitelfaktor
- Kontinuierliche Wellenform
- Umschlag (Musik)
- Frequenzbereich
- Phasenoffset-Modulation
- Spektrumanalysator
- Wellenformmonitor
- Wellenform-Viewer
- Wellenpaket
Verweise
Weiterlesen
- Yuchuan Wei, Qishan Zhang. Common Waveform Analysis: Eine neue und praktische Verallgemeinerung der Fourier-Analyse. Springer USA, 31.08.2000
- Hao He, Jian Li und Petre Stoica . Wellenformdesign für aktive Sensorsysteme: ein rechnerischer Ansatz . Cambridge University Press, 2012.
- Solomon W. Golomb und Guang Gong. Signaldesign für gute Korrelation: für drahtlose Kommunikation, Kryptographie und Radar . Cambridge University Press, 2005.
- Jayant, Nuggeally S und Noll, Peter. Digitale Codierung von Wellenformen: Prinzipien und Anwendungen für Sprache und Video . Englewood Cliffs, NJ, 1984.
- M. Soltanalian. Signaldesign für aktive Sensorik und Kommunikation . Uppsala Dissertationen der Fakultät für Naturwissenschaften und Technologie (gedruckt von Elanders Sverige AB), 2014.
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- Jian Li und Petre Stoica, Hrsg. Robustes adaptives Beamforming. New Jersey: John Wiley, 2006.
- Fulvio Gini, Antonio De Maio und Lee Patton, Hrsg. Wellenformdesign und Diversität für fortschrittliche Radarsysteme. Institut für Technik und Technologie, 2012.
- John J. Benedetto, Ioannis Konstantinidis und Muralidhar Rangaswamy. " Phasenkodierte Wellenformen und ihr Design ." IEEE Signal Processing Magazine , 26.1 (2009): 22–31.
Externe Links
- Sammlung von Einzelzyklus-Wellenformen, die von verschiedenen Quellen abgetastet wurden