Guadagno

Il guadagno è una misura adimensionale che quantifica la capacità di un dispositivo (ad esempio un amplificatore operazionale, un’antenna o un moltiplicatore di fotoni) di incrementare l’ampiezza o la potenza di un segnale tra il suo ingresso e la sua uscita.

Nel caso di un amplificatore lineare di tensione, il guadagno in tensione $A_v$ è definito come il rapporto tra l’ampiezza del segnale di uscita $V_{out}$ e quella del segnale di ingresso $V_{in}$:

$$A_v = \frac{V_{out}}{V_{in}}$$

Se il guadagno è maggiore di 1 si ha un’amplificazione; se è minore di 1 si parla di attenuazione.

In ingegneria, a causa delle vaste escursioni dinamiche dei segnali, il guadagno è quasi sempre espresso su scala logaritmica in decibel (dB). Il guadagno in tensione si calcola come:

$$G_v (\text{dB}) = 20 \log_{10} (|A_v|)$$

Mentre il guadagno in potenza, definito come il rapporto tra la potenza in uscita $P_{out}$ e quella in ingresso $P_{in}$, si esprime come:

$$G_p (\text{dB}) = 10 \log_{10} \left(\frac{P_{out}}{P_{in}}\right)$$

Nelle antenne, il guadagno (solitamente indicato in dBi) quantifica la capacità dell’antenna di concentrare la potenza irradiata in una specifica direzione rispetto a un’antenna isotropa ideale che irradia uniformemente in tutte le direzioni.