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信號(電機工程)

為其他使用，看見 信號.

在領域 通信, 信號處理和 電機工程 更加一般， a 信號 是任何時間變化的或空間變化的數量。

在物理世界，其中任一 數量 可測量的通過時間或空間可以被採取作為信號。 在一個複雜社會之內，其中任一設置人 信息 或機器 數據 罐頭也被採取作為信號。 這樣信息或機器數據(例如， 小點在屏幕墨水組成文本的在紙頁或者詞現在流動成讀者的頭腦)必須全部是存在於物理世界的系統的一部分-或者居住或無生命。

儘管甚而複雜和奧秘-在讀者的頭腦情況下-的這樣系統，他們的支出和收入可能經常代表巨大保真度如簡單 數量 可測量的通過時間或橫跨空間。 在下半 20世紀, 電機工程 本身分離了入幾個學科，專門研究對物理信號和系統的設計和分析，一方面和複雜人機系統的功能行為和概念性結構，另一方面。 這些工程學學科在利用信號如簡單可測量系統的設計、研究和實施帶領了方式 數量 為了促進 傳輸, 存貯和信息的操作。

內容

有些定義

定義具體到子體是共同的。 例如， 信息理論 a 信號 是一則被編譔的消息，即，狀態序列在輸入一則消息的通訊電路。 在a 通信系統 a 發射機 輸入a 消息 入信號，運載對a 接收器 由通信 渠道. 例如，詞「瑪麗有一隻小的羊羔「也許是消息講了話入電話。 電話發射機轉換聲音成電 電壓 信號。 信號被傳達給接受電話由導線; 并且在接收器它再轉變入聲音。

信號可以被分類以各種各樣的方式。 最共同的分別在分離和連續的空間作用被定義，例如分離和連續的時間界域之間。 離散時間信號 經常被稱為 時間數列 在其他領域。 連續時間信號 經常被稱為 連續的信號 既使當信號作用不是 連續; 例子是正方形揮動信號。

第二重要分別在分離重視和連續重視之間。 數字信號 從一個強調的連續被重視的物理過程分離被重視，但經常獲得。

離散時間和連續時間信號

如果為信號，數量在分離套仅被定義時期，我們稱它離散時間信號。 換句話說，離散時間真正的(或複合體)信號能看作為一個作用從套整數對套 真正 (或 複雜)數字。

連續時間真正的(或複合體)信號其中任一real-valued (或複雜重視) 作用 哪些被定義在所有時刻 t 在間隔時間，通常無限間隔時間。

模式和數字信號

正式較少比以上提到的理論分別，實踐上遇到的信號的二個主要類型是 模式 并且 數字式. 簡而言之，他們之間的區別是數字信號是 分離 并且 使量子化如下面定義，而模擬信號沒擁有物產。

離散化

主要文章： 離散信號

其中一信號之間的不同的類型的根本分別之間 連續 并且 離散時間. 在數學抽象，連續時間(CT)信號的領域是套因此實數(或某一間隔時間)，而離散時間(DT)信號的領域是套 整數 (或某一間隔時間)。 什麼這些整數代表取決於信號的本質。

DT信號經常出現通過 採樣 CT信號。 音頻信號，例如在可以由數字化的線包括連續地fluxuating的電壓 ADC 巡迴，電路在線將讀電壓電平每50 我們. 數字發生的小河被存放作為數字資料在離散時間信號。 計算機 并且其他 數字式 設備限於離散時間。

量子化

主要文章： 量子化(信號處理)

如果信號将代表作為數字序列，任意地維護高精密度-是不可能的每個數字在序列必須有數字的一個有限數字。 結果，這樣信號的價值被制約屬於a 有限集合; 換句話說，它是 使量子化.

信號的例子

  • 行動. 一個微粒的行動通過一些 空間 認為信號或者可以由信號代表。 行動信號的領域是一維的(時間)，并且範圍一般是三維。 安置因而是3傳染媒介信號; 位置和取向是6傳染媒介信號。
  • 聲音. 因為聲音是a 振動 媒介(例如空氣)，一個伴音信號同a聯繫在一起 壓力 價值到時間和三個空間座標的每價值。 話筒轉換聲壓在某一地方成時間的作用，使用電壓信號作為伴音信號的類似物。
  • 光盤 (CDs)。 CDs包含代表聲音的離散信號，被記錄在44,100個樣品每 其次. 每個樣品包含數據為一種左右渠道，也許認為2傳染媒介(因為CDs被記錄 立體聲).
  • 圖片. 圖片分配顏色價值到每一一套點。 因為點在飛機上說謊，領域二維。 如果圖片是一個物體，例如繪畫，它是一個連續的信號。 如果圖片a 數字圖像它是一個離散信號。 代表顏色作為強度的總和三經常是方便的 原色，因此信號傳染媒介重視以維度三。
  • 錄影. 一個視頻信號是圖像序列。 點在錄影是由它的位置確定的(二維)，并且，當在哪些它發生的時候，因此一個視頻信號有一個三維領域。 模式錄影有一個連續的領域維度(橫跨a 掃描線)和二個分離維度(框架和線)。
  • 生物 膜潛力. 價值的 信號 是直接 電潛力 (「電壓」)。 領域是更難建立。 一些 細胞 或 細胞器 始終有同一膜潛力; 神經元 一般有不同的潛力在不同的點。 這些信號有非常低能量，但是使神經系統的足够工作; 他們在聚集體可以被測量靠技術 電生理學.

頻率分析

主要文章： 頻域

信號經常被分析或被塑造根據他們 頻率光譜. 頻域 技術是可適用的對所有信號，連續時間和離散時間。 如果信號通過 LTI系統結果輸出信號的頻率光譜是原始的輸入信號的頻率光譜的產品和 頻率響應 系統。

熵

信號的另一重要物產(實際上，信號統計地被定義的類)是它 熵 或 信息含量.

參見

被援引的工作

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