В словаре Даля
м. франц. знак, подаваемый для чего-либо, весть знаком, условной приметой (не устно и не письмом); слово маяк вполне сему отвечает. Сделать сигнал, дать, подать маяк, помаячить; см. маяк. Сигнальная пушка, ракета, условная, маячная. Сигнальные флаги, морск. условных цветов и расположенья полос, для подачи знаков маячные флаги: главных десять, которыми можно означить любое число, номер, с условным значеньем его. | Сигнальный сущ. и сигнальщик морск. нижний чин, приставленный к сему делу, маячный. Сигнальничать, подавать знаки, маячить. Сигнатура ж. -турка, ярлычок аптечный на отпускаемых снадобьях, с означеньем названья лекарства, или имени больного и порядка приема и пр. | Знак, буква, ставимая внизу на первой странице каждого печатного листа, для приметы переплетчику. Сигнатурный ярлычок.
Частные сведения
Сигнал и событие
Событие (получение записки, наблюдение сигнальной ракеты, прием символа по телеграфу) является сигналом только в той системе отношений, в которой сообщение опознается значимым (например, в условиях боевых действий сигнальная ракета — событие, значимое только для того наблюдателя, которому оно адресовано). Очевидно, что сигнал, заданный аналитически, событием не является и не несет информацию, если функция сигнала и ее параметры известны наблюдателю.
В технике сигнал всегда является событием Другими словами, событие — изменение состояния любого компонента технической системы, опознаваемое логикой системы как значимое, является сигналом. Событие, неопознаваемое данной системой логических или технических отношений как значимое, сигналом не является.
Представление сигнала и спектр
Есть два способа представления сигнала в зависимости от области определения: временной и частотный. В первом случае сигнал представляется функцией времени {\displaystyle s(t)} характеризующей изменение его параметра.
Кроме привычного временного представления сигналов и функций при анализе и обработке данных широко используется описание сигналов функциями частоты. Действительно, любой сколь угодно сложный по своей форме сигнал можно представить в виде суммы более простых сигналов, и, в частности, в виде суммы простейших гармонических колебаний, совокупность которых называется частотным спектром сигнала.
Для перехода к частотному способу представления используется преобразование Фурье:
.
Функция называется спектральной функцией или спектральной плотностью. Поскольку спектральная функция является комплексной, то можно говорить о спектре амплитуд и спектре фаз .
Физический смысл спектральной функции: сигнал представляется в виде суммы бесконечного ряда гармонических составляющих (синусоид) с амплитудами , непрерывно заполняющими интервал частот от до , и начальными фазами .
Размерность спектральной функции есть размерность сигнала, умноженная на время.
В радиотехнике
В радиотехнике основным элементом кодирования является модуляция сигнала. При этом обычно рассматривается близкий к гармоническому сигнал вида s(t) = A sin(2πf·t + φ), где амплитуда A, частота f или фаза φ медленно (относительно скорости изменения синуса) изменяются в зависимости от передаваемой информации (амплитудная, частотная или фазовая модуляция , соответственно).
Стохастические модели сигнала, предполагают случайным или сам сигнал, или переносимую им информацию. Стохастическая модель сигнала часто формулируется как уравнение, связывающее сигнал с шумом, который в данном случае имитирует множество возможных информационных сообщений и называется формирующим шумом, в отличие от мешающего шума наблюдения.
Обобщением скалярной модели сигнала являются, например, векторные модели сигналов, представляющие собой упорядоченные наборы отдельных скалярных функций, с определенной взаимосвязью компонентов вектора друг с другом. На практике векторная модель соответствует, в частности, одновременному приему сигнала несколькими приемниками с последующей совместной обработкой. Еще одним расширением понятия сигнала является его обобщение на случай полей.
В словаре Ожегова
СИГНАЛ, -а, м. 1. Условный знак для передачи на расстояние каких-н. сведений, сообщений. Звуковой, визуальный, световой с, Дать с. С. 808 (от терпящих бедствие в море; также перен.: призыв о помощи в беде). 2. перен. То, что служит толчком к началу какого-н. действия. Статья послу-жила сигналом к дискуссии, 3. перен. Предупреждение, сообщение о чем-н. нежелательном. Прислушиваться к сигналам с мест. Сигналы общественности. || прил. сигнальный, -ая, -ое (к 1 знач.). Сигнальные огни. Сигнальная связь. С. пистолет (ракетница). С. экземпляр (первый, до тиража, готовый экземпляр произведения печати).
Виды сигналов
Имеется несколько видов, а также классификации уже имеющихся сигналов. Рассмотрим их.
Первый тип – это электрический сигнал, есть также оптический, электромагнитный и акустический. Имеется еще несколько подобных типов, однако они не являются популярными. Такая классификация происходит по физической среде.
По способу задания сигнала они разделяются на регулярные и нерегулярные. Первый вид имеет аналитическую функцию, а также детерминированный вид передачи данных. Случайные сигналы могут формироваться при помощи некоторых теорий из высшей математики, более того, они способны принимать многие значения в совершенно разные промежутки времени.
Виды передачи сигналов довольно разные, следует отметить, что сигналы по данной классификации разделяются на аналоговые, дискретные и цифровые. Нередко для обеспечения работы электрических приборов используются именно такие сигналы. Для того чтобы разобраться с каждым из вариантов, необходимо вспомнить школьный курс физики и немного почитать теории.
В словаре Ефремовой
Ударение: сигна́л м.
- Условный знак для передачи каких-л. сведений, распоряжений и т.п.
- То, что служит толчком, побуждением к началу какого-л. действия, призывом к чему-л.
Понятие сигнала
к оглавлению
В XVIII веке в теорию математики вошло понятие функции, как определенной зависимости какой-либо величины y
от другой величины – независимой переменной
х
, с математической записью такой зависимости в виде
у(х)
. Довольно скоро математика функций стала базовой основой теории всех естественных и технических наук. Особое значение функциональная математика приобрела в технике связи, где временные функции вида s(t), v(f) и т.п., используемые для передачи информации, стали называть сигналами.
В технических отраслях знаний термин «сигнал» (signal, от латинского signum – знак) очень часто используется в широком смысловом диапазоне, без соблюдения строгой терминологии. Под ним понимают и технический носитель для передачи, обращения и использования информации — электрический, магнитный, оптический сигнал; и физический процесс, представляющий собой материальное воплощение информационного сообщения — изменение какого-либо параметра носителя информации (напряжения, частоты, мощности электромагнитных колебаний, интенсивности светового потока и т.п.) во времени, в пространстве или в зависимости от изменения значений каких-либо других аргументов (независимых переменных); и смысловое содержание определенного физического состояния или процесса, как, например, сигналы светофора, звуковые предупреждающие сигналы и т.п. Все эти понятия объединяет конечное назначение сигналов. Это определенные сведения, сообщения, информация о каких-либо процессах, состояниях или физических величинах объектов материального мира, выраженные в форме, удобной для передачи, обработки, хранения и использования этих сведений.
Термин “сигнал” очень часто отождествляют с понятиями “данные” (data) и “информация” (information). Действительно, эти понятия взаимосвязаны и не существуют одно без другого, но относятся к разным категориям.
Понятие информации имеет много определений, от наиболее широкого (информация есть формализованное отражение реального мира) до практического (сведения и данные, являющиеся объектом хранения, передачи, преобразования, восприятия и управления). В настоящее время мировая наука все больше склоняется к точке зрения, что информация, наряду с материей и энергией, принадлежит к фундаментальным философским категориям естествознания и относится к одному из свойств объективного мира, хотя и несколько специфичному. Что касается “данных” (от латинского datum – факт), то это совокупность фактов, результатов наблюдений, измерений о каких-либо объектах, явлениях или процессах материального мира, представленных в формализованном виде, количественном или качественном. Это не информация, а только атрибут информации — сырье для получения информации путем соответствующей обработки и интерпретации (истолкования).
Наука и техника интернациональны, и используют, в основном, общепринятые термины, большинство из которых англоязычны. Термин «signal» в мировой практике является общепринятым для характеристики формы представления данных, при которой данные рассматриваются как результат некоторых измерений объекта исследований в виде последовательности значений скалярных величин (аналоговых, числовых, графических и пр.) в зависимости от изменения каких-либо переменных значений (времени, энергии, температуры, пространственных координат, и пр.). С учетом этого, в дальнейшем под термином “сигнал” в узком смысле этого слова будем понимать каким-либо образом упорядоченное отображение
в изменении физического состояния какого-либо объекта – материального носителя сигнала, определенных данных о характере изменения в пространстве, во времени или по любой другой переменной физических величин, физических свойств или физического состояния объекта исследований. А так как данные содержат информацию, как об основных целевых параметрах объекта исследований, так и о различных сопутствующих и мешающих факторах измерений, то в широком смысле этого слова можно считать, что сигнал является носителем общей измерительной информации. При этом материальная форма носителей сигналов (механическая, электрическая, магнитная, акустическая, оптическая и любая другая), равно как и форма отображения в каких-либо физических параметрах или процессах носителей, значения не имеет. Информативным параметром сигнала может являться любой параметр носителя сигнала, функционально связанный со значениями информационных данных.
Сигнал, в самом общем смысле, это зависимость одной величины от другой, и с математической точки зрения представляет собой функцию. Наиболее распространенное представление сигналов — в электрической форме в виде зависимости напряжения от времени U(t). Так, например, сигнал изменения напряженности магнитного поля по профилю аэросъемки – это и временная последовательность изменения электрического напряжения на выходе датчика аэромагнитометра, и запись этого напряжения на ленте регистратора, и последовательные значения цифровых отсчетов при обработке лент регистратора и вводе сигнала в ЭВМ.
Сигнал — это информационная функция, несущая сообщение о физических свойствах, состоянии или поведении какой-либо физической системы, объекта или среды, а целью обработки сигналов можно считать извлечение определенных информационных сведений, которые отображены в этих сигналах (кратко — полезная или целевая информация) и преобразование этих сведений в форму, удобную для восприятия и дальнейшего использования.
Под «анализом» сигналов (analysis) имеется в виду не только их чисто математические преобразования, но и получение на основе этих преобразований выводов о специфических особенностях соответствующих процессов и объектов. Целями анализа сигналов обычно являются:
— Определение или оценка числовых параметров сигналов (энергия, средняя мощность, среднее квадратическое значение и пр.).
— Разложение сигналов на элементарные составляющие для сравнения свойств различных сигналов.
— Сравнение степени близости, «похожести», «родственности» различных сигналов, в том числе с определенными количественными оценками.
Математический аппарат анализа сигналов весьма обширен, и широко применяется на практике во всех без исключения областях науки и техники.
С понятием сигнала неразрывно связан термин регистрации
сигналов, использование которого также широко и неоднозначно, как и самого термина сигнал. В наиболее общем смысле под этим термином можно понимать операцию выделения сигнала и его преобразования в форму, удобную для дальнейшего использования. Так, при получении информации о физических свойствах каких-либо объектов, под регистрацией сигнала понимают процесс измерения физических свойств объекта и перенос результатов измерения на материальный носитель сигнала или непосредственное энергетическое преобразование каких-либо свойств объекта в информационные параметры материального носителя сигнала (как правило — электрического). Но так же широко термин регистрации сигналов используют и для процессов выделения уже сформированных сигналов, несущих определенную информацию, из суммы других сигналов (радиосвязь, телеметрия и пр.), и для процессов фиксирования сигналов на носителях долговременной памяти, и для многих других процессов, связанных с обработкой сигналов.
Применительно к настоящему курсу под термином регистрации будем понимать регистрацию данных
(data logging) которые проходят через конкретную систему или точку системы и определенным образом фиксируются на каком-либо материальном носителе или в памяти системы. Что касается процесса получения информации при помощи технических средств, обеспечивающих опытным путем нахождение соотношения измеряемой величины с принятой по определению образцовой единицей этой величины, и представление измеренного соотношения в какой-либо физической или числовой форме информационного сигнала, то для этого процесса будем применять, в основном, термин
детектирования
.
к оглавлению
Знаете ли Вы,
что любой разумный человек скажет, что не может быть улыбки без кота и дыма без огня, что-то там, в космосе, должно быть, теплое, излучающее ЭМ-волны, соответствующее температуре 2.7ºК. Действительно, наблюдаемое космическое микроволновое излучение (CMB) есть тепловое излучение частиц эфира, имеющих температуру 2.7ºK. Еще в начале ХХ века великие химики и физики Д. И. Менделеев и Вальтер Нернст предсказали, что такое излучение (температура) должно обнаруживаться в космосе. В 1933 году проф. Эрих Регенер из Штуттгарта с помощью стратосферных зондов измерил эту температуру. Его измерения дали 2.8ºK — практически точное современное значение. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
В словаре Д.Н. Ушакова
СИГНА́Л, сигнала, ·муж. (от ·лат. signum — знак). 1. Звуковой или зрительный условный знак для передачи на расстояние условный знак для передачи на расстояние каких-нибудь сведений, распоряжений и т.п. Морские сигналы. Железнодорожные сигналы. Дать сигнал. По сигналу. 2. перен. Предупреждение о чем-нибудь нежелательном, что может совершиться, предостережение (неол.). Большевистская партия требует чуткости к сигналам, идущим снизу, в порядке самокритики. 3. Деревянное сооружение, возводимое на точках триангуляции при геодезических работах (·геод. ).
Сигналы по типу физической природы
В зависимости от способа образования, виды сигналов бывают следующими.
- Электрические (носитель информации — изменяющиеся во времени ток или напряжение в электрической цепи).
- Магнитные.
- Электромагнитные.
- Тепловые.
- Сигналы ионизирующих излучений.
- Оптические/световые.
- Акустические (звуковые).
Виды сигналов последние два также являются простейшими примерами коммуникационных технических операций, цель которых — оповещение об особенностях сложившейся ситуации.
Чаще всего их используют для предупреждения об опасности или неисправностях системы.
Нередко звуковые и оптические разновидности используются в качестве координирующих для налаженной работы автоматизированного оборудования. Так некоторые виды сигналов управления (команды) являются стимулирующими для системы, чтобы начать действовать.
К примеру, в противопожарных сигнализациях при обнаружении следов дыма датчиками они издают пронзительный звук. Тот, в свою очередь, воспринимается системой как управляющий сигнал для тушения очага возгорания.
Еще одним примером того, как сигнал (виды сигналов по типу физической природы перечислены выше) активизирует работу системы в случае опасности, является терморегуляция человеческого организма. Так, если вследствие различных факторов температура тела повышается, клетки «информируют» мозг об этом, и он включает «систему охлаждения организма», более известную всем как потоотделение.
В словаре Словарь иностранных слов
а, м.
1. Условный знак для передачи на расстояние каких-нибудь сведений, сообщений. Дать с. Световой с.
Сигнальщик — человек, подающий сигналы. Сигнальный — относящийся к сигналу, сигналам. Сиг-налить — подавать сигналы.
2. перен. То, что служит толчком к началу какого-нибудь действия. Статья послужила сигналом к дискус-сии.
3. перен. Предупреждение, сообщение о чем-нибудь нежелательном. Поступают сигналы с мест о небла-гополучии со снабжением.
4. геод. Вышка, возводимая в пункте триангуляции, предназначенная для установки геодезических инструментов и для визирования с других пунктов.
Поделиться значением слова:
Сигнал
Рассмотрим виды сигналов связи чуть позже, сейчас же следует познакомиться с том, что же собой представляет в принципе сам сигнал. Это обычный код, который передается по воздуху системами. Это формулировка общего типа.
В сфере информации и некоторых других технологий имеется специальный носитель, который позволяет передавать сообщения. Его можно создать, но принять невозможно. В принципе в некоторых системах его могут принять, но это не обязательно. Если сигнал будет считаться сообщением, то «поймать» его нужно обязательно.
Подобный код передачи данных можно назвать обычной математической функцией. Он описывает любое изменение доступных параметров. Если рассматривать радиотехническую теорию, то следует сказать, что такие опции считаются базовыми. Следует заметить, что понятие «шум» является аналогичным сигналу.
Он искажает его, может накладываться на уже переданный код, а также сам собой представляет функцию времени. В статье будут ниже охарактеризованы сигналы и виды сигналов, речь идет о дискретном, аналоговом и цифровом. Коротко рассмотрим всю теорию по теме.
