Sygnał

Autor: Leandro Alegsa

20-04-2021

W dziedzinie komunikacji, przetwarzania sygnałów i ogólnie w elektrotechnice, sygnał jest dowolną wielkością zmienną w czasie.

Pojęcie to jest szerokie i trudne do precyzyjnego zdefiniowania. Powszechne są definicje specyficzne dla poszczególnych subdziedzin. Na przykład, w teorii informacji sygnał jest zakodowaną wiadomością, tj. sekwencją stanów w kanale komunikacyjnym, która koduje wiadomość. W systemie komunikacyjnym, nadajnik koduje wiadomość w sygnał, który jest przenoszony do odbiornika przez kanał komunikacyjny. Na przykład, słowa "Mary miała owieczkę" mogą być wiadomością wypowiedzianą do telefonu. Nadajnik telefoniczny przekształca dźwięki w elektryczny sygnał napięciowy. Sygnał ten jest przesyłany przewodami do telefonu odbiorczego, a w odbiorniku jest ponownie zamieniany na dźwięki.

Przykłady sygnałów

Ruch. Ruch cząstki w pewnej przestrzeni może być traktowany jako sygnał, lub może być reprezentowany przez sygnał. Dziedzina sygnału ruchu jest jednowymiarowa (czas), a zakres jest na ogół trójwymiarowy. Położenie jest więc sygnałem 3-wektorowym; położenie i orientacja jest sygnałem 6-wektorowym.

Dźwięk. Ponieważ dźwięk jest drganiem ośrodka (takiego jak powietrze), sygnał dźwiękowy kojarzy wartość ciśnienia z każdą wartością czasu i trzema współrzędnymi przestrzeni. Mikrofon przekształca ciśnienie akustyczne w jakimś miejscu na funkcję czasu, używając sygnału napięciowego jako analogu sygnału dźwiękowego.

Płyty kompaktowe (CD). Płyty CD zawierają dyskretne bity reprezentujące sygnał dźwiękowy, zapisany z prędkością 44 100 próbek na sekundę. Każda próbka zawiera dane dla lewego i prawego kanału, które mogą być uważane za 2-wektor (ponieważ płyty CD są nagrywane w stereo).

Hałas zazwyczaj niepożądany, ale nie zawsze.

Pytania i odpowiedzi

P: Co to jest sygnał?

O: Sygnał to dowolna wielkość zmienna w czasie.

P: Jak zdefiniowałby Pan sygnał w teorii informacji?

O: W teorii informacji sygnał jest zakodowaną wiadomością, tj. sekwencją stanów w kanale komunikacyjnym, która koduje wiadomość.

P: Co dzieje się w systemie komunikacyjnym?

O: W systemie komunikacyjnym nadajnik koduje wiadomość w sygnał, który jest przenoszony do odbiornika przez kanał komunikacyjny.

P: Czy może Pan podać przykład tego, jak wiadomość może być przesyłana w systemie komunikacyjnym?

O: Na przykład słowa "Mary miała małą owieczkę" mogą być wiadomością wypowiedzianą do telefonu. Nadajnik telefoniczny przekształca dźwięki w sygnał napięcia elektrycznego. Sygnał jest przesyłany przewodami do telefonu odbiorczego, a w odbiorniku jest ponownie przekształcany w dźwięki.

P: Czy pojęcie sygnału jest łatwe do precyzyjnego zdefiniowania?

O: Nie, pojęcie sygnału jest szerokie i trudne do precyzyjnego zdefiniowania.

P: Jaka jest powszechna praktyka definiowania pojęcia sygnału w poddziedzinach?

O: Definicje specyficzne dla poddziedzin są powszechne.

P: W jakich dziedzinach używane jest pojęcie sygnału?

O: Pojęcie sygnału jest używane w dziedzinie komunikacji, przetwarzania sygnałów i ogólnie w elektrotechnice.