Ηλεκτρικό σήμα
Στους τομείς των επικοινωνιών, της επεξεργασίας σήματος και γενικότερα της ηλεκτρολογίας, ένα σήμα είναι κάθε χρονικά μεταβαλλόμενο μέγεθος.
Η έννοια είναι ευρεία και δύσκολο να οριστεί με ακρίβεια. Συνήθως υπάρχουν ορισμοί που αφορούν επιμέρους πεδία. Για παράδειγµα, στη θεωρία της πληροφορίας, ένα σήµα είναι ένα κωδικοποιηµένο µήνυµα, δηλαδή η ακολουθία καταστάσεων σε ένα κανάλι επικοινωνίας που κωδικοποιεί ένα µήνυµα. Σε ένα σύστημα επικοινωνιών, ένας πομπός κωδικοποιεί ένα μήνυμα σε ένα σήμα, το οποίο μεταφέρεται σε έναν δέκτη μέσω του καναλιού επικοινωνιών. Για παράδειγμα, οι λέξεις "Η Μαρία είχε ένα αρνάκι" μπορεί να είναι το μήνυμα που εκφωνείται σε ένα τηλέφωνο. Ο πομπός του τηλεφώνου μετατρέπει τους ήχους σε σήμα ηλεκτρικής τάσης. Το σήμα μεταδίδεται στο τηλέφωνο λήψης μέσω καλωδίων- και στο δέκτη μετατρέπεται εκ νέου σε ήχους.
Παραδείγματα σημάτων
- Πρόταση. Η κίνηση ενός σωματιδίου μέσα σε κάποιο χώρο μπορεί να θεωρηθεί ως σήμα ή μπορεί να αναπαρασταθεί από ένα σήμα. Το πεδίο ενός σήματος κίνησης είναι μονοδιάστατο (χρόνος) και το εύρος είναι γενικά τρισδιάστατο. Η θέση είναι επομένως ένα σήμα 3 διανυσμάτων- η θέση και ο προσανατολισμός είναι ένα σήμα 6 διανυσμάτων.
- Ήχος. Δεδομένου ότι ο ήχος είναι μια δόνηση ενός μέσου (όπως ο αέρας), ένα ηχητικό σήμα συσχετίζει μια τιμή πίεσης με κάθε τιμή του χρόνου και τρεις συντεταγμένες χώρου. Ένα μικρόφωνο μετατρέπει την ηχητική πίεση σε κάποιο σημείο σε απλή συνάρτηση του χρόνου, χρησιμοποιώντας ένα σήμα τάσης ως ανάλογο του ηχητικού σήματος.
- Συμπαγείς δίσκοι (CD). Τα CD περιέχουν διακριτά bits που αντιπροσωπεύουν ένα ηχητικό σήμα, καταγεγραμμένο σε 44.100 δείγματα ανά δευτερόλεπτο. Κάθε δείγμα περιέχει δεδομένα για ένα αριστερό και ένα δεξιό κανάλι, τα οποία μπορούν να θεωρηθούν ως διάνυσμα 2 (δεδομένου ότι τα CD εγγράφονται σε στερεοφωνία).
- Θόρυβος συνήθως ανεπιθύμητος αλλά όχι πάντα.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ερ: Τι είναι το σήμα;
Α: Ένα σήμα είναι κάθε χρονικά μεταβαλλόμενη ποσότητα.
Ερ: Πώς θα ορίζατε ένα σήμα ειδικά στη θεωρία της πληροφορίας;
Α: Στη θεωρία της πληροφορίας, ένα σήμα είναι ένα κωδικοποιημένο μήνυμα, δηλαδή η ακολουθία καταστάσεων σε ένα κανάλι επικοινωνίας που κωδικοποιεί ένα μήνυμα.
Ερ: Τι συμβαίνει σε ένα σύστημα επικοινωνιών;
Α: Σε ένα σύστημα επικοινωνιών, ένας πομπός κωδικοποιεί ένα μήνυμα σε ένα σήμα, το οποίο μεταφέρεται σε έναν δέκτη μέσω του καναλιού επικοινωνιών.
Ερ: Μπορείτε να δώσετε ένα παράδειγμα για το πώς μπορεί να μεταδοθεί ένα μήνυμα σε ένα σύστημα επικοινωνιών;
Α: Για παράδειγμα, οι λέξεις "Η Μαίρη είχε ένα αρνάκι" μπορεί να είναι το μήνυμα που εκφωνείται σε ένα τηλέφωνο. Ο πομπός του τηλεφώνου μετατρέπει τους ήχους σε ηλεκτρικό σήμα τάσης. Το σήμα μεταδίδεται στο τηλέφωνο λήψης μέσω καλωδίων- και στο δέκτη μετατρέπεται εκ νέου σε ήχους.
Ερώτηση: Είναι εύκολο να οριστεί με ακρίβεια η έννοια του σήματος;
Α: Όχι, η έννοια του σήματος είναι ευρεία και δύσκολο να οριστεί με ακρίβεια.
Ερ: Ποια είναι η κοινή πρακτική στον ορισμό της έννοιας του σήματος σε επιμέρους πεδία;
Α: Οι ορισμοί που αφορούν συγκεκριμένα υποπεδία είναι συνήθεις.
Ε: Σε ποια πεδία χρησιμοποιείται η έννοια του σήματος;
Α: Η έννοια του σήματος χρησιμοποιείται στα πεδία των επικοινωνιών, της επεξεργασίας σήματος και γενικότερα της ηλεκτρολογίας.
