Le armoniche e spettro

Quando noi consideriamo una forma d'onda sinusoidale consideriamo un caso piuttosto raro, cioè il caso di un generatore perfettamente sinusoidale. Se consideriamo, invece, un suono o una voce notiamo che vi sono sinusoidi di diversa frequenza.

Supponiamo che in un circuito vi siano due forme d'onda perfettamente sinusoidali una a frequenza di f1 = 100 Hz ed un'altra avente la frequenza di f2 = 300 Hz. Nel circuiti si generano automaticamente altre forme d'onda, una uguale alla somma delle due frequenze, cioè

f1 + f2 = 300+100 = 400 Hz

ed una uguale alla differenza delle due frequenze, cioè

f2 - f1 = 300-100 = 200 Hz

Questo fenomeno si chiama battimento tra le due frequenze sinusoidali fondamentali.

Se la forma d'onda non è perfettamente sinusoidale vi sono le frequenze armoniche, cioè l'insieme delle frequenze multiple della frequenza base di un'onda. Quindi, per esempio, un'onda che non sia perfettamente sinusoidale che abbia la frequenza di 100 Hz sarà composta, di fatto, da una frequenza fondamentale, cioè una sinusoide da 100 Hz, e da numerosissime frequenze armoniche, pari al doppio, al triplo al quadruplo, ecc. della frequenza fondamentale e quindi:

200, 300, 400, 500 Hz, e così via, con ampiezze variabili.

Un caso particolare di frequenze armoniche è quello dell'onda quadra. Infatti un'onda quadra avente ciclo utile del 50% è composta da una fondamentale, sinusoidale, della stessa frequenza, e delle sole armoniche dispari, con ampiezza pari alla frazione del loro numero: quindi, la terza armonica con ampiezza di un terzo, la quinta armonica con ampiezza di un quinto, e così via.

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