Кіріспе
Классикалық физикадағы мерзімді айнымалының өзгеру шамасы. Мерзімді айнымалының амплитудасы – оның бір кезеңдегі (мысалы, уақыт немесе кеңістіктік кезеңдегі) өзгеруінің өлшемі. Мерзімді емес сигналдың амплитудасы – оның шамасы эталондық мәнмен салыстырғандағы көрсеткіші. Амплитуданың әр түрлі анықтамалары бар (төменде қараңыз), олардың бәрі айнымалының ең жоғары және ең төменгі мәндері арасындағы айырмашылықтың шамасына байланысты. Ескі мәтіндерде мерзімді функцияның фазасы кейде амплитуда деп аталады.
amplitude in classical physics
The amplitude of a periodic variable is a measure of its change in a single period (such as time or spatial period). The amplitude of a non periodic signal is its magnitude compared with a reference value. There are various definitions of amplitude (see below), which are all functions of the magnitude of the differences between the variable's extreme values. In older texts, the phase of a periodic function is sometimes called the amplitude.
Ең жоғарғы амплитуда және жартылай амплитуда
Симметриялық периодты толқындарда, мысалы, синус толқындары, тіктөртбұрыш толқындары немесе үшбұрыш толқындары үшін ең жоғары амплитуда және жартылай амплитуда бірдей болады.
Ең жоғарғы амплитуда
Аудио жүйелерін өлшеуде, телекоммуникация және басқа да салаларда, егер өлшенетін сигнал эталондық мәннен жоғары да, төмен де ауытқып, бірақ синусоидты болмаса, көбінесе шыңдық амплитуда қолданылады. Егер эталон нөл болса, бұл сигналдың ең жоғары абсолюттік шамасы; ал егер эталон орташа мән (DC компоненті) болса, шыңдық амплитуда сол эталоннан ең үлкен айырманың абсолюттік шамасына тең болады.
Жартылай амплитуда
Жартылай амплитуда — бұл ең жоғарғы және ең төменгі нүктелер арасындағы амплитуданың жартысы. Көптеген ғылыми еңбектерде амплитуда немесе шың амплитуда термині жартылай амплитуданы білдіру үшін қолданылады. Астрономияда орбиталық қозғалыстың ең көп қолданылатын өлшемі осы, ал жақын жұлдыздардың кішкентай радиалдық жылдамдық жартылай амплитудасын өлшеу экзопланеталарды табу үшін маңызды (Доплер спектроскопиясына қараңыз).
Айқындық
Жалпы, шың амплитудасын пайдалану тек симметриялық периодтық толқындар үшін ғана қарапайым және анық, мысалы, синусоидтық толқын, тіктөртбұрышты толқын немесе үшбұрышты толқын үшін. Асимметриялық толқын үшін (мысалы, бір бағыттағы периодтық импульстар) шың амплитудасы мәндісіз болады. Себебі, мән орташа мәнге қатысты максималды оң сигналдың өлшенуіне, орташа мәнге қатысты максималды теріс сигналдың өлшенуіне, немесе максималды оң сигналдың максималды теріс сигналға қатысты өлшенуіне (толық амплитуда) және содан кейін екіге бөлінуіне (жартылай амплитуда) байланысты өзгеше болуы мүмкін. Электртехникада осы мәндісіздіктің әдеттегі шешімі – амплитуданы белгілі бір эталондық потенциалдан (мысалы, жер немесе 0 В) өлшеу. Қатаң айтқанда, бұл енді шынайы амплитуда емес, себебі өлшеуде тұрақты (DC компоненті) кіруі мүмкін.
Пік-пик амплитудасы
Пік пен пік арасындағы амплитуда (қысқартылған pp немесе PtP немесе PtoP) – бұл ең жоғары нүкте (амплитуданың ең жоғары мәні) мен ең төменгі нүкте (амплитуданың ең төменгі мәні, ол теріс болуы мүмкін) арасындағы айырмашылық. Тиісті схемалар арқылы электр осцилляцияларының пік арасындағы амплитудасын метрмен немесе осциллоскоптағы толқын пішінін көру арқылы өлшеуге болады. Пік арасындағы амплитуда – осциллоскоптағы тікелей өлшеу, онда толқынның піктерi оңай анықталады және торға қарсы өлшенеді. Бұл амплитуданы көрсетудің әдеттегі тәсілі, бірақ кейде амплитуданың басқа өлшемдері көбірек қолданылуы мүмкін.
Импульс амплитудасы
Телекоммуникация саласында импульс амплитудасы – импульстің кернеу, ток, өріс қарқындылығы немесе қуат деңгейі сияқты параметрінің шамасы. Импульс амплитудасы белгілі бір эталонға қатысты өлшенетіндіктен, орташа, сәттік, ең жоғары немесе тиімді квадратық мән сияқты толықтырулармен нақтылануы тиіс. Импульс амплитудасы жиілік және фазалық модуляцияланған толқын қабықшаларының амплитудасына да қатысты қолданылады.
Бірліктер
Амплитуда бірліктері толқын түріне байланысты, бірақ олар әрқашан тербелісті айнымалымен бірдей бірліктерде болады. Толқын теңдеуінің жалпы түрі күрделірек, бірақ амплитуданың рөлі осы қарапайым жағдайға ұқсас күйінде қалады. Сымдағы толқындар үшін немесе су сияқты ортада амплитуда орын ауыстыру болып табылады. Дыбыс толқындары мен аудиосигналдардың амплитудасы (көлемге қатысты) әдетте толқындағы ауа қысымының амплитудасын көрсетеді, бірақ кейде орын ауыстыру амплитудасы (ауаның қозғалысы немесе динамиктің мембранасы) сипатталады. Амплитуданың квадратының логарифмі әдетте дБ-де (dB) көрсетіледі, сондықтан амплитуданың нөлдік мәні −∞ дБ-ге тең келеді. Дыбыс күші амплитудамен және қарқындылықпен байланысты, және ол дыбыстың ең маңызды қасиеттерінің бірі болып табылады, бірақ көбінесе дыбыстарды амплитудадан тәуелсіз де тануға болады. Амплитуданың квадраты толқын қарқындылығына пропорционал. Электромагниттік сәулелену үшін фотон амплитудасы толқынның электр өрісіндегі өзгерістерге сәйкес келеді. Дегенмен, радиосигналдар электромагниттік сәулелену арқылы тасымалдануы мүмкін; сәулеленудің қарқындылығы (амплитудалық модуляция) немесе сәулеленудің жиілігі (жиіліктік модуляция) тербеліске түседі, содан кейін жеке тербелістер сигналды жасау үшін өзгертіледі (модуляцияланады).
Амплитудалық конверттер
Амплитудалық оқшаулау – уақыт өте келе дыбыстың амплитудасының өзгеруін көрсетеді және тембрді қабылдауға әсер ететін маңызды қасиет. Тұрақты тонның амплитудасы уақыт бойы өзгермейді және ол скалярмен бейнеленеді. Ал басқа дыбыстарда кенеттен басталып, бірден экспоненциалды түрде төмендейтін перкуссиялық амплитудалық оқшаулау болуы мүмкін. Перкуссиялық амплитудалық оқшаулау әртүрлі соққылы дыбыстарға тән: екі әйнек стақанның соғылуы, барабанды соғу, есікті жабу сияқты, мұнда амплитуда уақытша болып табылады және үздіксіз функция немесе дискретті вектор түрінде көрсетілуі керек. Перкуссиялық амплитудалық оқшаулау көптеген таралған дыбыстарды модельдейді, олардың дауысы кенеттен күшейіп, төмендеп, сақталып, аяқталады.
Амплитуда нормалау
Көптеген овертонды толқын формалары арқылы күрделі өткінші тембрлерге қол жеткізуге болады, әр овертонды өзінің жеке өткінші амплитудалық қабылдауына (envelope) тағайындау арқылы. Алайда, бұл дыбыстың күшін де өзгертеді. Дыбыс күші мен гармониялық сапаны бір-бірінен тәуелсіз басқарылатын параметрлер ретінде бөлу маңыздырақ. Осы үшін гармониялық амплитудалық қабылдаулар кадр бойынша нормалданып, амплитудалық үлестік қабылдауларға айналады, онда әр уақыт кадрындағы барлық гармониялық амплитудалардың қосындысы 100% (немесе 1) құрайды. Осылайша, дыбыс күшін басқару қабылдауын таза басқаруға болады. Дыбысты тануда максималды амплитуда нормализациясы екі ұқсас дыбыстың негізгі гармониялық ерекшеліктерін дұрыс келуге көмектеседі, бұл дыбыс күшіне қарамастан ұқсас тембрлерді тануға мүмкіндік береді.