Сигнал (электротехника)
В области связи, обработки сигналов и в электротехнике в целом сигнал - это любая изменяющаяся во времени величина.
Это понятие широкое, и его трудно точно определить. Часто встречаются определения, характерные для отдельных областей. Например, в теории информации сигнал - это кодированное сообщение, т.е. последовательность состояний в канале связи, которая кодирует сообщение. В системе связи передатчик кодирует сообщение в сигнал, который передается приемнику по каналу связи. Например, слова "У Марии был маленький ягненок" могут быть сообщением, произнесенным в телефон. Телефонный передатчик преобразует звуки в сигнал электрического напряжения. Сигнал передается по проводам к принимающему телефону, а в приемнике он вновь преобразуется в звуки.
Примеры сигналов
- Движение. Движение частицы через некоторое пространство может рассматриваться как сигнал или может быть представлено сигналом. Область сигнала движения одномерна (время), а диапазон, как правило, трехмерен. Таким образом, положение - это 3-векторный сигнал; положение и ориентация - 6-векторный сигнал.
- Звук. Поскольку звук - это вибрация среды (например, воздуха), звуковой сигнал связывает значение давления с каждым значением времени и тремя пространственными координатами. Микрофон преобразует звуковое давление в определенном месте в просто функцию времени, используя сигнал напряжения как аналог звукового сигнала.
- Компакт-диски (CD). Компакт-диски содержат дискретные биты, представляющие звуковой сигнал, записанный со скоростью 44 100 выборок в секунду. Каждая выборка содержит данные для левого и правого каналов, которые можно рассматривать как 2-вектор (поскольку компакт-диски записываются в стерео).
- Шум, как правило, нежелателен, но не всегда.
Вопросы и ответы
В: Что такое сигнал?
О: Сигнал - это любая изменяющаяся во времени величина.
В: Как бы Вы определили сигнал конкретно в теории информации?
О: В теории информации сигнал - это кодированное сообщение, т.е. последовательность состояний в канале связи, которая кодирует сообщение.
В: Что происходит в системе связи?
О: В системе связи передатчик кодирует сообщение в сигнал, который по каналу связи передается на приемник.
В: Можете ли Вы привести пример того, как сообщение может быть передано в системе связи?
О: Например, слова "Mary had a little lamb" могут быть сообщением, произнесенным в телефон. Телефонный передатчик преобразует звуки в электрический сигнал напряжения. Сигнал передается по проводам к принимающему телефону, а в приемнике он вновь преобразуется в звуки.
В: Легко ли дать точное определение понятию "сигнал"?
О: Нет, понятие сигнала очень широкое, и его трудно точно определить.
В: Какова общая практика определения термина "сигнал" в подобластях?
О: Часто встречаются определения, специфичные для подобластей.
В: В каких областях используется понятие сигнала?
О: Понятие сигнала используется в областях связи, обработки сигналов и в электротехнике в целом.
