Bentuk gelombang

Gelombang sinus, persegi, dan gelombang gigi gergaji pada frekuensi 440 Hz

Bentuk gelombang komposit seperti tetesan air

Bentuk gelombang yang dihasilkan oleh penyintesis

Dalam elektronika, akustika, dan sebagainya, bentuk gelombang dari sebuah sinyal berbentuk grafik sebagai fungsi terhadap waktu.^[1]^[2]

Dalam elektronika, istilah bentuk gelombang biasanya diterapkan pada tegangan, arus, atau medan elektromagnetik yang berubah secara berkala. Dalam akustik, bentuk gelombang biasanya diterapkan pada suara periodik yang stabil, variasi tekanan di udara atau media lain. Dalam kasus ini, bentuk gelombang merupakan suatu atribut yang tidak tergantung pada frekuensi, amplitudo, atau pergeseran fasa sinyal. Istilah bentuk gelombang juga dapat digunakan untuk sinyal non-periodik, seperti kicauan dan pulsa.

Bentuk gelombang dari sinyal listrik dapat divisualisasikan melalui osiloskop atau perangkat lain yang dapat menangkap dan memplot nilainya pada berbagai waktu, dengan skala yang sesuai dalam sumbu nilai dan waktu. Elektrokardiograf adalah perangkat medis yang digunakan untuk merekam bentuk gelombang sinyal listrik yang terkait dengan detak jantung; hal ini menyatakan bahwa bentuk gelombang memiliki nilai diagnostik yang penting. Generator bentuk gelombang, merupakan alat yang dapat menghasilkan tegangan atau arus periodik dengan salah satu dari beberapa bentuk gelombang, alat ini biasanya digunakan di laboratorium dan bengkel elektronik.

Bentuk gelombang suara periodik yang stabil dapat mempengaruhi timbre-nya. Penyintesis dan keyboard modern dapat menghasilkan suara dengan banyak bentuk gelombang yang lebih rumit.^[1]

Contoh

Contoh sederhana dari bentuk gelombang periodik adalah sebagai berikut, di mana $t$ adalah waktu, $\lambda$ adalah panjang gelombang, $A$ adalah amplitudo dan $\phi$ adalah fase:

Gelombang Sinus $(t,\lambda ,a,\phi )=a\sin {\frac {2\pi t-\phi }{\lambda }}$ . Amplitudo bentuk gelombang mengikuti fungsi trigonometri sinus terhadap waktu.
Gelombang persegi $(t,\lambda ,a,\phi )={\begin{cases}a,&(t-\phi ){\bmod {\lambda }}<{\text{duty}}\\-a,&{\text{otherwise}}\end{cases}}$ . Bentuk gelombang ini biasanya digunakan untuk merepresentasikan informasi digital. Gelombang persegi periode konstan mengandung harmonik ganjil yang secara berkala berkurang pada −6 dB/oktaf.
Gelombang segitiga $(t,\lambda ,a,\phi )={\frac {2a}{\pi }}\arcsin \sin {\frac {2\pi t-\phi }{\lambda }}$ . Terdiri atas harmonik ganjil yang berkurang secara berkala pada −12 dB/oktaf.
Gelombang gigi gergaji $(t,\lambda ,a,\phi )={\frac {2a}{\pi }}\arctan \tan {\frac {2\pi t-\phi }{2\lambda }}$ . Bentuk gelombang ini mirip dengan gigi gergaji. Sering ditemukan pada pemindaian visual berbasis waktu dan digunakan dalam sintesis subtraktif. Gelombang gigi gergaji dengan periode konstan mengandung harmonik ganjil dan genap yang secara berkala berkurang tiap −6 dB/oktaf.

Deret Fourier menggambarkan dekomposisi bentuk gelombang periodik, setiap bentuk gelombang periodik dapat dibentuk oleh satu set atau lebih (hingga tak berhingga) komponen fundamental dan harmonik. Energi berhingga dari bentuk gelombang non-periodik dapat dianalisis ke dalam gelombang sinusoidal oleh Transformasi Fourier.

Bentuk gelombang periodik lainnya sering disebut bentuk gelombang komposit dan sering digambarkan sebagai kombinasi atau superposisi dari sejumlah gelombang sinusoidal atau fungsi dasar lainnya yang ditambahkan secara bersama-sama.

Lihat pula

Getaran
Frekuensi
Amplitudo
Periode
Faktor Crest
Bentuk gelombang kontinyu

Referensi

^ ^a ^b "Waveform Definition". techterms.com. Diakses tanggal 2015-12-09.
^ David Crecraft dan David Gorham (2003). Electronics (edisi ke-2). hlm. 62. ISBN 978-0-7487-7036-6. Pemeliharaan CS1: Menggunakan parameter penulis (link)

Bacaan lebih lanjut

Yuchuan Wei, Qishan Zhang. Common Waveform Analysis: A New And Practical Generalization of Fourier Analysis. Springer US, Aug 31, 2000
Hao He, Jian Li, and Petre Stoica. Waveform design for active sensing systems: a computational approach. Cambridge University Press, 2012.
King, George. C, Vibrations and Waves, Wiley, 2009. ISBN 9780470746509
Solomon W. Golomb, and Guang Gong. Signal design for good correlation: for wireless communication, cryptography, and radar. Cambridge University Press, 2005.
Jayant, Nuggehally S and Noll, Peter. Digital coding of waveforms: principles and applications to speech and video. Englewood Cliffs, NJ, 1984.
M. Soltanalian. Signal Design for Active Sensing and Communications. Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology (printed by Elanders Sverige AB), 2014.
Nadav Levanon, and Eli Mozeson. Radar signals. Wiley.com, 2004.
Jian Li, and Petre Stoica, eds. Robust adaptive beamforming. New Jersey: John Wiley, 2006.
Fulvio Gini, Antonio De Maio, and Lee Patton, eds. Waveform design and diversity for advanced radar systems. Institution of engineering and technology, 2012.
John J. Benedetto, Ioannis Konstantinidis, and Muralidhar Rangaswamy. "Phase-coded waveforms and their design." IEEE Signal Processing Magazine, 26.1 (2009): 22–31.