Сигнал
В обработке сигналов сигнал — это функция, которая передает информацию о явлении. [1] В электронике и телекоммуникациях это относится к любому изменяющемуся во времени напряжению , току или электромагнитной волне , которая несет информацию. Сигнал также может быть определен как наблюдаемое изменение качества , например количества. [2]
Любое качество, такое как физическая величина, которая изменяется в пространстве или во времени, может быть использовано в качестве сигнала для обмена сообщениями между наблюдателями. [3] Согласно IEEE Transactions on Signal Processing , сигнал может быть аудио- , видео- , речью, изображением , сонарным, радиолокационным и так далее. [4]
В природе сигналами могут быть действия, совершаемые организмом для предупреждения других организмов, начиная от выделения растительных химикатов для предупреждения ближайших растений о хищнике и заканчивая звуками или движениями, издаваемыми животными для предупреждения других животных о пище. Передача сигналов происходит во всех организмах даже на клеточном уровне, при этом передача сигналов клетками . Теория сигналов в эволюционной биологии предполагает, что существенным движущим фактором эволюции является способность животных общаться друг с другом путем развития способов передачи сигналов. В человеческой инженерии сигналы обычно предоставляются датчиком , и часто исходная форма сигнала преобразуется в другую форму энергии с помощью преобразователя . Например, микрофонпреобразует акустический сигнал в форму волны напряжения, а динамик делает обратное. [1]
Теория информации служит формальному изучению сигналов и их содержания, а информация о сигнале часто сопровождается шумом . Термин «шум» относится к нежелательным модификациям сигнала, но часто расширяется, чтобы включить нежелательные сигналы, конфликтующие с полезными сигналами ( перекрёстные помехи ). Уменьшение шума частично рассматривается под заголовком целостности сигнала . Отделение полезных сигналов от фонового шума является областью восстановления сигналов , [5] одной из ветвей которой является теория оценивания , вероятностный подход к подавлению случайных возмущений.
Инженерные дисциплины, такие как электротехника, проложили путь в проектировании, изучении и реализации систем, связанных с передачей , хранением и обработкой информации . Во второй половине 20-го века сама электротехника разделилась на несколько дисциплин, специализирующихся на проектировании и анализе систем, управляющих физическими сигналами; электронная техника и вычислительная техника в качестве примеров; в то время как проектирование разработано для функционального проектирования интерфейсов «пользователь-машина» .
Определения, специфичные для подполей, являются общими. Например, в теории информации сигнал — это закодированное сообщение, то есть последовательность состояний в канале связи, которая кодирует сообщение. В контексте обработки сигналов сигналы представляют собой аналоговые и цифровые представления аналоговых физических величин.
