Signaali (sähkötekniikka)
Viestinnän, signaalinkäsittelyn ja yleisemmin sähkötekniikan alalla signaali on mikä tahansa ajassa muuttuva suure.
Käsite on laaja, ja sitä on vaikea määritellä tarkasti. Osa-aluekohtaiset määritelmät ovat yleisiä. Esimerkiksi informaatioteoriassa signaali on koodattu viesti eli viestikanavan tilojen sarja, joka koodaa viestin. Viestintäjärjestelmässä lähetin koodaa viestin signaaliksi, joka siirtyy viestintäkanavan kautta vastaanottimeen. Esimerkiksi sanat "Maryllä oli pieni karitsa" voivat olla puhelimeen puhuttu viesti. Puhelimen lähetin muuntaa äänet sähköiseksi jännitesignaaliksi. Signaali siirretään vastaanottavaan puhelimeen johtoja pitkin, ja vastaanottimessa se muunnetaan uudelleen ääniksi.
Esimerkkejä signaaleista
- Esitys. Hiukkasen liikettä jossakin avaruudessa voidaan pitää signaalina tai sitä voidaan esittää signaalin avulla. Liikesignaalin alue on yksiulotteinen (aika), ja alue on yleensä kolmiulotteinen. Sijainti on siis 3-vektorinen signaali; sijainti ja orientaatio on 6-vektorinen signaali.
- Ääni. Koska ääni on väliaineen (kuten ilman) värähtelyä, äänisignaali yhdistää painearvon jokaiseen aika-arvoon ja kolmeen avaruuskoordinaattiin. Mikrofoni muuntaa äänenpaineen jossakin paikassa pelkäksi ajan funktiona käyttäen jännitesignaalia äänisignaalin analogiana.
- CD-levyt. CD-levyt sisältävät äänisignaalia edustavia erillisiä bittejä, jotka on tallennettu 44 100 näytteen sekuntinopeudella. Kukin näyte sisältää tiedot vasenta ja oikeaa kanavaa varten, joita voidaan pitää 2-vektorina (koska CD-levyt äänitetään stereona).
- Melu on yleensä ei-toivottua, mutta ei aina.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on signaali?
A: Signaali on mikä tahansa ajassa muuttuva suure.
K: Miten määrittelisit signaalin nimenomaan informaatioteoriassa?
V: Informaatioteoriassa signaali on koodattu viesti eli viestikanavan tilojen sarja, joka koodaa viestin.
K: Mitä viestintäjärjestelmässä tapahtuu?
V: Viestintäjärjestelmässä lähetin koodaa viestin signaaliksi, joka siirtyy vastaanottimeen viestintäkanavan kautta.
K: Voitko antaa esimerkin siitä, miten viesti voidaan lähettää viestintäjärjestelmässä?
V: Esimerkiksi sanat "Maryllä oli pieni karitsa" voivat olla puhelimeen puhuttu viesti. Puhelimen lähetin muuntaa äänet sähköiseksi jännitesignaaliksi. Signaali siirretään vastaanottavaan puhelimeen johtoja pitkin, ja vastaanottimessa se muunnetaan uudelleen ääniksi.
Kysymys: Onko signaalin käsite helppo määritellä tarkasti?
V: Ei, signaalin käsite on laaja ja sitä on vaikea määritellä tarkasti.
K: Mikä on yleinen käytäntö signaalin käsitteen määrittelyssä osa-alueilla?
V: Alakohtaiset määritelmät ovat yleisiä.
K: Millä aloilla signaalin käsitettä käytetään?
V: Signaalin käsitettä käytetään viestinnän, signaalinkäsittelyn ja yleisemmin sähkötekniikan aloilla.
