Amplitudimuutos

Amplitudimuutos tarkoittaa signaalin tai aaltokuvan amplitudin arvojen muutosta ajan kuluessa. Amplitudi on suurin poikkeama signaalin keskimääräisestä tasosta ja kuvaa esimerkiksi värähtelyn voimaa, äänitaajuuden voimakkuutta tai sähköisen signaalin tehoa. Amplitudimuutokset voivat olla tilapäisiä ja osa järjestelmän normaalia toimintaa tai ne voivat johtua vaimennuksesta, vahvistuksesta tai moduloinnista.

Yleisiä syitä amplitudimuutokselle ovat vaimennus, jolloin signaalin amplitudi pienenee ajan myötä, sekä vahvistus, jolloin amplitudi kasvaa. Myös signaalin modulointi ja häiriöt voivat aiheuttaa tarkoituksellista tai satunnaista amplitudin vaihtelua. Esimerkiksi jousi- tai sähkömagneettisessa järjestelmässä amplitude voi nimenomaan vaihdella ulkoisten tekijöiden vaikutuksesta, kuten lämpötilan, vastuksen tai impedanssin muutoksista.

Matemaattisessa mielessä amplitudin muutos voidaan kuvata A(t):llä, jolloin x(t) = A(t) cos(ωt + φ). Vaimennuksessa usein käytetään mallia A(t) = A0 e^{-γ t}, jossa γ on vaimennuskerroin. Amplitudimuutosta voidaan mitata usealla tavalla: huippuarvo Amax, nollakohtien välinen ero eli peak-to-peak-arvo, sekä tehokkaampi RMS-amplitudi A_rms (esimerkiksi siniaalloille A_rms = A/√2).

Sovelluksissa amplitudimuutoksilla on merkitystä muun muassa signaalin laadun hallinnassa, moduloinnissa (esim. amplitudimodulaatio, AM), akustiikassa äänentason seurannassa sekä elektroniikassa ja optiikassa, missä amplitudimuutos kuvaa valon tai signaalin voimakkuuden vaihtelua.