Seinale

Seinale prozesamenduan, seinalea fenomeno bati buruzko informazioa transmitizen duen funtzio bat da.^[1] Elektronika eta telekomunikazio eremuetan, tentsio, korronte edo uhin elektromagnetiko aldakor bat informazioa transmitizen duen seinale bat izango da.^[2]

Edozein aldaketa fisiko denboran zein espazioan seinale baten moduan erabili daiteke, esate baterako, informazioa partekatzeko hainbat behatzaile artean. Seinale bat erlazionatuta egon daiteke audioarekin, bideoarekin, ahotsarekin, etab. Seinaleak gure eguneroko bizitzan aurkitu ditzakegu. Naturan, organismo batek beste bat zeozertaz ohartarazten badu seinale bezala kontsideratu daiteke, hots, animaliek soinu bat eragiten dutenean larrialdi egoera batean, landereek kanporatzen dituzten osagai kimikoak etab. Gizakion kasuan, ahotsa adibiderik ohikoena da, esaterako, mikrofono batek seinale akustiko bat uhin forma duen tentsio seinale baten bihurtzen du.

Definizioak

Informazioaren teorian, mezu edo informazio kodifikatua seinale bat da. Berriz, seinaleen prozesamenduan, seinaleak kantitate fisiko analogiko baten errepresentazio analogiko eta digitalak dira.

Komunikazio sistema batean, transmisore batek mezu bat kodifikatzen du seinale baten bihurtzeko, modu honetan, seinalea hartzaile ezberdinetara bidali daiteke medio fisiko ezberdinetatik (kable ardazkidea, zuntz optikoa, haririk gabeko transmisioak...). Adibidez, "Maria etxean dago" esaldia telefono elkarrizketa bat izan daiteke. Transmisoreak, soinuak seinale elektriko bihurtzen ditu transmititu ahal izateko eta hartzailean seinale hau berriro ere soinu bilakatzen da.

Sailkapena

Seinale eta sistemetan, seinaleak modu askotan sailkatu daitezke; ezaugarrien arabera, seinale analogiko eta digitalen arabera, seinale determinista eta zorizkoen arabera, seinalearen intentsitarearen arabera edota potentzia eta energia seinaleak.

Seinale analogiko eta digitalak

Praktikan bi motatako seinaleak aurkitzen dira, seinale analogikoak eta seinale digitalak. Irudiko seinale digitala, dagokion seinale analogikoan, denbora une konkretuetarako hartzen dituen balioez osatuta dago;k hau da, seinale digitalak kuantifikatu egiten dira, seinale analogikoak, aldiz, funtzio jarraiak dira.^[3]

Seinale analogikoa

Sakontzeko, irakurri: «Seinale analogiko»

Seinale analogikoa, edozein seinale jarraitu izan daiteke. Hau da, denboran aldakorra izan daitekeen edozein seinaleren errepresentazio jarraitua da seinale analogikoa. Adibidez, audio seinale analogiko batean, seinalearan tentsioa denbora guztian zehar aldatu egiten da, soinuaren presioarekin.

Seinale analogikoez hitz egiten dugunean, orokorrean, seinale elektrikoei errefentzia egiteko erabiltzen ditugu, baina seinale analogikoek beste medio batzuk ere erabili ditzakete; adibidez, hidraulikoa, mekanikoa, soinua edota argia.

Seinale digitala

Sakontzeko, irakurri: « Seinale digital»

Seinale digital bat, kantitate fisiko baten uhin forma bat kuantifikatuz, hau da, balio diskretu batzuk hartuz, sortzen da. Askotan, seinale mota hau seinale logiko bezala ezagutzen da, izan ere, elektronika digitalean agertzen den bezala 0 eta 1 logikoak erabiltzen dira. Kasu honetan 0 eta 1 bakoitza bit bat izango da eta zorizko bit sekuentzia bat osatuko du non, 0ak seinalearen balio negatiboa (-5V-eko tentsioa) adieraziko duen eta 1ak seinalearen balio positiboa (5V-eko tentsioa) edo alderantziz. Beste mota batzuetako seinale digitalek 3 balio logiko edo gehiago errepresentatu ditzakete.

Gaur egun, seinale digitalak oso ohikoak dira elektronika digital guztian, gehienbat informatika ekipoetan eta datu transmisioa burutzen duten ekipoetan.^[4]

Energia eta potentzia seinaleak^[5]

Seinalen intentsitatearen arabera bi mailatan sailka daitezke: energia seinaleak eta potentzia seinaleak.

Energia seinaleak: Seinale hauen energiak balio positibo eta finitu bat hartzen du, eta batazbesteko potentzia energia infinitua.

$0<E=\textstyle \int \limits _{\infty }^{\infty }\displaystyle s^{2}(t)dt<\infty$

Potentzia seinaleak: Seinale hauen energia infinitua da, eta batazbesteko potentziak balio positibo finitu bat hartzen du.

${\ P=\ lim_{T\ \rightarrow \infty }{\frac {1}{T}}\int _{-T/2}^{T/2}s^{2}(t)dt}$

Seinale deterministak eta zorizko seinaleak

Seinale deterministek aurreikus daitezkeen balioak hartzen dituzte eta momentu oro balio hauek kalkula daitezke ekuazio matematiko baten bitartez.

Zorizko seinaleek momentu oro ausazko balioak hartzen dituzte eta modu probabilistiko (estadistiko) batean modelatu behar dira.^[6]

Beste seinale batzuk

Seinale bakoiti eta bikoitia

Seinale bikoitiak $x$ -ren domeinuko edozein baliorako $t$ eta $-t$ tartean hurrengo ekuazioa betetzen du:

${\displaystyle x(t)-x(-t)=0.}$

Beste modu batean esanda, simetria $y$ ardatzarekiko betetzen da.

Seinale bakoitiak $x$ -ren domeinuko edozein baliorako $t$ eta $-t$ tartean hurrengo ekuazioa betetzen du:

${\displaystyle x(t)+x(-t)=0.}$

Beste modu batean esanda, simetria $x$ ardatzarekiko betetzen da.

Seinale periodiko eta aperiodiko

Seinale bat periodikoa da hurrengo baldintza betetzen badu:

${\displaystyle x(t)=x(t+T)}$ edo ${\displaystyle x(n)=x(n+N)}$

non

$T=$ oinarrizko periodoa

$1/T=f=$ oinarrizko maiztasun

Denbora diskretu eta jarraia

Seinaleen artean bereizterako orduan denbora ezaugarri garrantzitsuenetarikoa da, izan ere, denbora jarraituko edo denbora diskretuko seinalea izan daiteke. Seinale jarraitu baten domeinua zenbaki errealena da (edo tarteko balioren bat), aldiz, seinale diskretu baten domeinua zenbaki osoena da (edo tarte bat).

Seinale bat definitzerakoan, balio diskretuen multzo baterako bakarrik definitzen bada, denbora diskretuko seinale deritzo. Denbora jarraituko seinale batetik abiatuta laginak hartzen baditugu (laginketa prozesua deritzona) denbora diskretuko seinale bat lortuko dugu.

Kuantifikazioa

Laginketa prozesua bukatu ostean (denbora jarraituko seinaletik denbora diskretuko seinalera igaro), seinale bat kuantifikatu egiten da digitala bihurtzeko. Kasu honetan denbora lagindu beharrean (x ardatza), anplitudea kuantifikatzen da (y ardatza). Seinale bat zenbaki sekuentzia baten bidez adierazten bada, ezinezkoa da zehaztasun guztiz adieraztea. Zenbait maila definitzen dira anplitude ezberdinak zehazteko eta hurbilketa bidez maila horiek defini daitezke. Onartutako errore mailaren arabera, anplituderako maila gehiago edo gutxiago defini daitezke. Kuantifikazio erroreak gutxitzeko, teknika ezberdinak erabiltzen dira: kuantifikazio uniformea, kuantifikazio ez uniformea, kuantifikazio logaritmikoa eta kuantifikazio bektoriala.

Seinaleen prozesamendu

Seinaleak orokorrean prozesatu egiten dira helburu ezberdin askotarako. Erabilera ezagunena, adibidez, mugikor bidezko komunikazioa. Telefono mugikor bidezko komunikazioa ahalbidetzeko leku ezberdinetan dauden bi gailuren artean seinaleak transmitu behar dira eta horretarako transduktoreen bidez lortzen da seinale elektrikoari uhin forma emanez. Behin seinalea elektroniko bihurtu dela, prest dago gailu elektronikoek prozesatzeko, anplifikadore elektronikoak erabiliz, adibidez. Eta azkenik urrutiko leku batera transmititu ahal izateko transmisore elektroniko eta hartzaile elektroniko bidez.

Erreferentziak

↑ Priemer, Roland.. (1991). Introductory signal processing. World Scientific ISBN 9971-5-0919-9. PMC 22812960. (Noiz kontsultatua: 2019-11-23).
↑ Chakravorty, Pragnan. (2018-09). «What Is a Signal? [Lecture Notes»] IEEE Signal Processing Magazine 35 (5): 175–177. doi:10.1109/MSP.2018.2832195. ISSN 1053-5888. (Noiz kontsultatua: 2019-11-23).
↑ Lutereau, Luciano; Mazzuca, Marcelo. (2017-01-01). «El humorista y el fin de análisis» Desde el Jardín de Freud (17): 33. doi:10.15446/djf.n17.65512. ISSN 2256-5477. (Noiz kontsultatua: 2019-11-23).
↑ Proakis, John G.. (2007). Digital signal processing. (4th ed. argitaraldia) Pearson Prentice Hall ISBN 0-13-187374-1. PMC 62804704. (Noiz kontsultatua: 2019-11-23).
↑ Sklar, Bernard, 1927-. (2001). Digital communications : fundamentals and applications. (2nd ed. argitaraldia) Prentice-Hall PTR ISBN 0-13-084788-7. PMC 45823120. (Noiz kontsultatua: 2019-11-23).
↑ Ziemer, Rodger E.,. Principles of communication : systems, modulation, and noise. (Seventh edition. argitaraldia) ISBN 978-1-118-07891-4. PMC 856647730. (Noiz kontsultatua: 2019-11-23).

Ikus, gainera

Kanpo estekak

Hsu, P. H. Schaum's Theory and Problems: Signals and Systems, McGraw-Hill 1995, ISBN 0-07-030641-9
Lathi, B.P., Signal Processing & Linear Systems, Berkeley-Cambridge Press, 1998, {{ISBN|0-941413-35-7}}
[./Https://en.wikipedia.org/wiki/Claude%20Shannon Shannon, C. E.], 2005 [1948], "A Mathematical Theory of Communication," (corrected reprint), accessed Dec. 15, 2005. Orig. 1948, Bell System Technical Journal, vol. 27, pp. 379–423, 623-656.

Datuak: Q174984
Multimedia: Signals / Q174984

[1] Priemer, Roland.. (1991). Introductory signal processing. World Scientific ISBN 9971-5-0919-9. PMC 22812960. (Noiz kontsultatua: 2019-11-23).

[2] Chakravorty, Pragnan. (2018-09). «What Is a Signal? [Lecture Notes»] IEEE Signal Processing Magazine 35 (5): 175–177. doi:10.1109/MSP.2018.2832195. ISSN 1053-5888. (Noiz kontsultatua: 2019-11-23).

[3] Lutereau, Luciano; Mazzuca, Marcelo. (2017-01-01). «El humorista y el fin de análisis» Desde el Jardín de Freud (17): 33. doi:10.15446/djf.n17.65512. ISSN 2256-5477. (Noiz kontsultatua: 2019-11-23).

[4] Proakis, John G.. (2007). Digital signal processing. (4th ed. argitaraldia) Pearson Prentice Hall ISBN 0-13-187374-1. PMC 62804704. (Noiz kontsultatua: 2019-11-23).

[5] Sklar, Bernard, 1927-. (2001). Digital communications : fundamentals and applications. (2nd ed. argitaraldia) Prentice-Hall PTR ISBN 0-13-084788-7. PMC 45823120. (Noiz kontsultatua: 2019-11-23).

[6] Ziemer, Rodger E.,. Principles of communication : systems, modulation, and noise. (Seventh edition. argitaraldia) ISBN 978-1-118-07891-4. PMC 856647730. (Noiz kontsultatua: 2019-11-23).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]