Sygnał

Sygnał to abstrakcyjny model dowolnej mierzalnej wielkości zmieniającej się w czasie, generowanej przez zjawiska fizyczne lub systemy. Zmianę wartości sygnału można opisać poprzez podanie pewnej funkcji zależnej np. od czasu. Tak rozumiany sygnał niesie informację o naturze badanych zjawisk lub systemów. W teorii informacji oraz teorii sterowania sygnał rozumiany jest jako nośnik informacji. W myśl tej teorii sygnał oznacza przepływ strumienia informacji. Przepływ może odbywać się w jednym lub w wielu wymiarach, przy czym dwuwymiarowy sygnał określa się mianem obrazu.

Każdy sygnał może być opisany przez jedną z następujących wielkości:

czas trwania, który może być ograniczony jakimś przedziałem czasowym, formalnie przedstawionym jako różnica pomiędzy końcem przedziału T2 i początkiem przedziału T1,
wartość chwilową sygnału, mierzoną w jednostkach właściwych dla danej wielkości,
funkcję opisującą przebieg sygnału, przy czym sygnał może być funkcją jednej zmiennej lub wielu zmiennych niezależnych,
specyficzne własności opisujące naturę danego sygnału, takie jak: amplituda,częstotliwość, energia, moc, okresowość, itp.

Za pomocą sygnału można:

badać naturę zjawisk i systemów,
mierzyć badane wielkości,
przekazywać informacje w czasie i przestrzeni,
sterować wybranymi zjawiskami lub systemami.

Sygnały znajdują zastosowanie w następujących dziedzinach:

astronomia, sygnały przenoszą informację o naturze zjawisk pozaziemskich. Najczęściej bada się impulsy świetlne i radiowe emitowane przez obiekty pozaziemskie. Na ich podstawie można powiedzieć z jakim obiektem mamy do czynienia, jaka jest jego budowa (badanie widma), jak szybko porusza się i jaki jest kierunek jego ruchu,
automatyka, sygnały służą do sterowania różnego rodzaju urządzeniami półautomatycznymi i bezobsługowymi, umożliwiają także przenoszenie informacji o stanie urządzenia, co wykorzystywane jest dość powszechnie do nadzorowania pracy bezobsługowej urządzeń automatycznych,
ekonomia, sygnały niosą informację o zjawiskach ekonomicznych badanych w określonym przedziale czasowym, np. podaż, popyt, udział w rynku itp.
elektronika, sygnały wykorzystywane są do badania, mierzenia np. napięć elektrycznych, zmieniających się wartości prądu, badania odpowiedzi układów elektronicznych lub do sterowania parametrami tych układów,
medycyna, sygnały wykorzystywane są do mierzenia funkcji życiowych takich jak czynności oddechowe, rytm serca, itp.
sejsmologia, sygnały (wstrząsy) umożliwiają badanie energii wyzwalanej przez masy górotworu, dzięki czemu można odpowiednio wcześniej przewidzieć zachowanie się obserwowanych obiektów, ostrzec przed grożącymi niebezpieczeństwami itp,
telekomunikacja, sygnały są nośnikiem informacji przekazywanych na dowolne odległości, a także do przekazywania informacji sterujących urządzeniami telekomunikacyjnymi.

Sygnały można przedstawić w postaci graficznej lub analitycznej.

Jeżeli funkcja ta przyjmuje dowolne wartości, to mówimy o sygnale analogowym. Prawie wszystkie sygnały występujące w otaczającym nas świecie są analogowe. W opisie matematycznym sygnał analogowy przedstawia się poprzez funkcje ciągłe (różniczkowalne). Kiedy sygnał może przyjmować tylko pewne z góry ustalone wartości, to mówimy, że jest dyskretny. Jeżeli dopuszczalne wartości lub przedziały wartości uznajemy za wartości liczbowe, to określa się go jako cyfrowy. Sygnał może w sobie nieść zakodowaną informację ale, aby to było możliwe jego odbiorca i nadawca danych muszą razem tworzyć kanał komunikacji.

Analiza sygnałów opiera się na wykorzystaniu transformaty Fouriera, transformaty Laplace'a, oraz transformaty Z. Wykorzystuje się je do analizy częstotliwościowych własności sygnału lub jego dynamiki.

Zobacz też:

Komunikacja | telekomunikacja | Metrologia

Gourt Home::Gourt :: Sygnał

Zobacz też: