Ampiezza

L'ampiezza, in fisica, è la massima variazione di una grandezza in un'oscillazione periodica.

Definizioni

Consideriamo una grandezza fisica che varia in modo periodico rispetto a una qualche variabile $t$ (non per forza il tempo). Essa è quindi descritta da una funzione $f(t)$ : indichiamo il suo valor medio con ${\bar {f}}$ , il massimo valore assunto con $f_{max}$ e il minimo con $f_{min}$ . In questo contesto, $f_{max}$ e $f_{min}$ sono anche chiamate rispettivamente "ampiezza di cresta" e "ampiezza di valle".

In teoria dei segnali, un segnale è esattamente una grandezza fisica descritta in questo modo: è una funzione periodica che varia intorno a un valore di riferimento ${\bar {f}}$ . In questo caso, se è diverso da zero ${\bar {f}}$ è anche detto "componente continua" o "offset" del segnale.

Ampiezza di picco

Se il valor medio ${\bar {f}}$ è zero, l'ampiezza di picco è il massimo valore assunto dal segnale, in valore assoluto:

A_{picco}=\max \vert f\vert

.

In altre parole, l'ampiezza di picco sarà o $f_{max}$ o $f_{min}$ , a seconda che sia maggiore $\vert f_{max}\vert$ o $\vert f_{min}\vert$ .

Se ${\bar {f}}$ è diverso da zero (componente continua del segnale), essa è la massima differenza tra il segnale e il valor medio, in valore assoluto:

A_{picco}=\max \vert f-{\bar {f}}\vert

.

In caso di segnali di tensione si parla di tensione di picco, e si indica con $V_{p}$ .

Ampiezza picco-picco

L'ampiezza picco-picco è invece definita come l'escursione massima del segnale:^[1]

A_{pp}=f_{max}-f_{min}

(in caso di segnali di tensione, $V_{pp}=V_{max}-V_{min}$ ).

Talvolta anch'essa è chiamata, ambiguamente, solo ampiezza.

Semiampiezza

Per semiampiezza si intende la metà dell'ampiezza picco-picco.

Valore efficace

Per il valore efficace di una funzione periodica, si veda la relativa pagina.

Ambiguità

Per le onde periodiche simmetriche, come la sinusoide, l'onda quadra e l'onda triangolare, l'ampiezza di picco e la semiampiezza sono la stessa cosa.

Tuttavia, i segnali possono anche non essere sinusoidali, e di fatto non lo sono mai nei casi reali. Per un'onda periodica asimmetrica, quindi, il termine ampiezza di picco diventa ambiguo: il suo valore può essere diverso a seconda che il massimo segnale positivo sia preso rispetto al valore medio, il massimo valore negativo sia preso rispetto al valor medio, o il massimo valore positivo sia preso rispetto al massimo valore negativo (ampiezza picco-picco) e diviso per due (semiampiezza).

Esempio

Nel caso semplice di un'onda sinusoidale

f(t)=A\sin(\omega t+\phi )+b

,

$A$ rappresenta l'ampiezza di picco dell'onda^[2], ma non è né il massimo né il minimo valore assunto dalla funzione; infatti $f_{max}=A+b$ e $f_{min}=-A+b$ .

Note

↑ Vincenzo Villa, Segnali variabili, su vincenzov.net. URL consultato il 31 gennaio 2022.
↑ Gianpaolo Parodi, Marco Ostili, Guglielmo Mochi Onori, L'evoluzione della Fisica (Volume 2), Paravia, 2006, ISBN 88-395-1610-7.