signal
Et signal ( latinsk signalis 'beregnet', Vectra 'et tegn') er et skilt med en bestemt mening at signalet får etter avtale eller regulering. En informasjon kan transporteres med et signal. For å gjøre dette trenger du en sender og en mottaker (jf. Radiosignalet i kommunikasjonsteknikk ). Du kan administrere direkte menneskelig kommunikasjon uten tekniske hjelpemidler , der (ofte ikke-verbale) signaler kan bety forskjellige forespørsler.
Generell
Et signal inneholder vanligvis en betydning og kan brukes til å overføre en melding . Det er bare nyttig hvis mottakeren gjenkjenner en definert betydning i den, har en passende sensor og kan evaluere informasjonsinnholdet deretter. En enhet eller et objekt for signalgenerering er en signalanordning (signalanordning).
Hvis et signal brukes til å evaluere informasjon, kalles det et nyttig signal . Hvis det hindrer overføring av nyttig informasjon, kalles det et interferenssignal : I dette tilfellet inneholder det ikke noen brukbar informasjon i seg selv.
Skillet mellom tekniske og ikke-tekniske signaler kan ikke fastslås helt klart i alle tilfeller. Et ikke-teknisk signal fra transportfeltet er en politibetjent som styrer trafikken med håndsrek. Og et teknisk signal fra kommunikasjonsfeltet er signalet i telefonlinjen. Lyssignalet og lydsignalet kan skille seg tydelig fra hverandre i henhold til de forskjellige kildene. En kjent kilde til lyssignal er belysningen for nødutganger ( piktogram ).
Generelt er et signal en reell variabel som endrer seg over tid, og essensen av det er informasjon. I den teknisk-fysiske sammenhengen er det en effekt som kommer fra et fysisk objekt og kan beskrives matematisk som en funksjon (for eksempel en elektrisk spenningskurve over tid).
Signal innen kommunikasjonsteknikk
Et emne som særlig tar for seg begrepet signal er kommunikasjonsteknikk , et område med elektroteknikk . Vi snakker om et signal hvis vi har en målbar fysisk størrelse som f.eks B. en elektrisk spenning , et lydtrykk eller en feltstyrke tildeler informasjon. Denne informasjonen kan komme fra måling av en fysisk prosess, for eksempel måling av temperatur. Informasjonen kan også bli imponert over et signal ved hjelp av en teknisk moduleringsmetode for å overføre informasjon til en passende mottaksanordning ved hjelp av et signal. Generelt endrer signalene størrelsen som en funksjon av tid og en annen informasjonsbærende variabel. Videre er signaler i en generell representasjon dimensjonsløse, dvs. de har ingen spesifikk måleenhet . Tildelingen av informasjonen til et signal er i utgangspunktet vilkårlig, slik at informasjonen generelt bare kan vurderes meningsfullt dersom egenskapene til signalkilden er kjent.
Analog informasjonsoverføring kan finne sted ved å modulere en høyfrekvent bærebølge , slik at signalet opprettes ved å endre amplituden eller frekvensen til bærebølgen; man snakker da om amplitudemodulering eller frekvensmodulering .
Signaler som ikke har et kontinuerlig tidsforløp kalles tidsdiskrete . Hvis tiden går kontinuerlig i fysiske systemer, er bare tilstandsvariablene (signalverdiene på bestemte tidspunkter) observert av et målesystem tidsdiskrete. Hvis den målbare størrelsen bare kan ha et endelig antall verdier, i ekstreme tilfeller bare to som {on, off}, {light, dark} eller {0, 1}, en snakker om en verdi diskret eller n-nary (i tilfellet med to verdier binært) Signal. Et signal som er diskret i tid og diskret i verdi samtidig blir referert til som et digitalt signal . I motsetning til dette er et analogt signal et signal hvis informasjonsbærende mengde kan anta verdier som endres kontinuerlig .
Eksempler på signaler i kommunikasjonsteknologi er det tidssignal eller på fjernsyn og videoteknologi det fjernsynssignal .
Et signal brukes også til å beskrive elektriske vekselspenninger som stammer fra signalgeneratorer . De viser et karakteristisk tidsforløp og kan ikke bare brukes til modulering, men også til kontroll, test og måling.
Teoretisk modell
Modellen til et signal er den virkelige funksjonen som tildeler en virkelig verdi til hvert punkt på den virkelige aksen som en tidslinje. Hvis man også vil inkludere romlige aspekter eller variasjoner i andre parametere i signalkonseptet, slik det gjøres i digital bildebehandling , blir signalet modellert som en funksjon med det lineære rommet ℝ d eller en delmengde av det som definisjonsdomenet . Saken d = 1 er assosiert med tidsavhengige signaler, saken d = 2 med posisjonsavhengige signaler.
Den target sett trenger ikke å være begrenset til en dimensjon heller. Hvis vi sporer utviklingen av flere variabler samtidig, forming N -tuples av de målte verdier et punkt i et lineært rom ℝ N .
Hvis definisjonsdomenet er diskret , dvs. hvis det består av isolerte punkter, kalles signalet også diskret . For signalteori er endelige sett og vanlige gitter i relevant d relevante , for eksempel B. sett ℤ d eller skalerte varianter derav. (Hvert vanlig rutenett i ℝ d er gitt av et referansepunkt O, vanligvis nullpunktet, og et grunnlag , vanligvis en skalert forekomst av det kanoniske grunnlaget.)
Hvis, i tillegg til det diskrete domenet, verdiområdet er et endelig sett, f.eks. B. en endelig delmengde av ℝ N , så kalles signalet digitalt , fordi de endelig mange elementene kan telles opp av bitsekvenser fra {0,1} M for tilstrekkelig stor M. Et elementært digitalt signal er en funksjon på et rutenett som kartlegges inn i settet {0,1} eller settet med sannhetsverdier {true, false} eller tilstandene {on, off}. Om tupler, dvs. H. Bitsekvenser av elementære digitale signaler kan kodes i alle former for digitale data .
Eksempler på tekniske signaler
Transport
I transportsektoren er signalet et skilt satt opp for trafikanten på ruten som definerer regler for bruk av trafikkveien, så z. B. uttaler seg om framkommeligheten og maksimumshastigheten til en bestemt rutestrekning. Det skilles mellom følgende signaler:
- i jernbanen for fast eller bevegelig mest fjernstyrt formmerke ( formsignal ), fjernstyrt eller automatisk indikering av lyssignal ( lyssignal ) eller hånd- og hørbare signaler som shunting
- Trafikklys i Tyskland ( trafikklys ) på veien ( trafikklys , ingen lyd)
- Lydsignal for å trenge trafikklys for fotgjengere
- Signaler i henhold til BOStrab ( lyssignal uten lyd)
- Jeg. W.S. spesielle signaler fra kjøretøy med rett måte (lys og lydsignal )
Lydteknikk
For overføring av (elektrisk) lydsignal når det gjelder lydutstyr har høyttalere funnet verdensomspennende distribusjon. Flere tonesignaler kan oppfattes som en akkord (forskjellige signaler samtidig) eller som en melodi (sekvens av signaler). Kilder for lydsignaler er: mikrofon med forsterker , musikkinstrument , lydavspillingsenheter (f.eks. CD-spiller , platespiller osv.), Synthesizer (f.eks. Lydkort )
måleteknologi
Et målesignal er en fysisk størrelse som er tydelig tilordnet mengden som skal måles. Målesignalet er vanligvis variabelt over tid. I forbindelse med måleenheter skilles det mellom inngangs- og utgangssignaler. Utgangssignalet kan være et display eller et fortrinnsvis elektrisk signal i form av et analogt eller digitalt signal .
Eksempel: Hvis frekvensen til en akustisk svingning skal måles, vil målesignalet være en elektrisk vekselspenning .
datamaskin
I informasjonsteknologi kalles to forskjellige ting for et signal :
- en kort, forhåndsdefinert melding til et dataprogram
- en funksjon av en klasse som ikke har en funksjonskropp og som kan kobles til et spor , se signal slot konsept .
militær
I militæret brukes signaler for å formidle informasjon til vennlige eller fiendtlige tropper; se også: gjenkjenningssignal , signal betyr , flagg signal , chamade .
flyplassen
Marshaller (Einwinker) var kjent for å være på flyplassene og brukte fly til sin angitte parkeringsplass ( engelske parkeringsplasser ) for å styre. Verbal kommunikasjon mellom marshaleren og piloten er imidlertid vanligvis ikke mulig. Derfor må kommunikasjon med pilotene skje ved hjelp av standardiserte signalskilt ( glødepinner ).
Optisk telegrafi
Tidlig på 1800-tallet ble det brukt optisk telegrafi . H. informasjonen ble overført gjennom plassering av telegrafarmer.
sikkerhet
Signalraketter brukes som nødsignaler eller advarselssignaler i fjellet eller til sjøs , men også Morse-koden for SOS "kort-kort-kort-langt-langt-kort-kort-kort".
Signalvester brukes på forskjellige profesjonelle områder for å gjøre fotgjengere tydelig synlige i spesielle situasjoner: på flyplassen eller i havnen , på byggeplasser eller i tilfelle havari i kjøretøyet.
Signaler for oppfatning av levende vesener
Signaler for menneskelig oppfatning
Signaler for menneskelig oppfatning er slik at en av menneskets sanser kan oppfatte dem, for eksempel som en signalfarge eller ringetone . De kan ha et bestemt formål, f.eks. B. som et advarselssignal eller inneholder informasjon slik. B. via "gratis tur" ved et grønt trafikklys .
I denne forstand er trafikkskiltene i Sveits kalles road signaler.
Signaler for menneskelig oppfatning kan genereres elektronisk , kjemisk eller av kroppsspråk i sin opprinnelse . z. B. med en gest .
Konditionering
Signaler er også vanlige i samspill mellom mennesker og dyr (se dressur ), for eksempel med hunder eller hester . Trinnene for signalgjenkjenning, signalevaluering og en passende trent reaksjon må praktiseres på forhånd.
Samfunnsfag
Et politisk signal er en handling hvis forbilde og andre effekter eller hvis kulturelt underforståtte betydninger forventes å påvirke aktørene i et politisk system .
planter og dyr
Hos levende vesener overføres signaler hovedsakelig gjennom messengerstoffer og elektriske ladninger ( nerveceller ). Fenomenet mimikk er basert på "signalforfalskning" .