Sinjalet

Sinjali siç njihet në sisteme komunikuese, shqyrimin e sinjaleve dhe në inxhinieri elektrike “është një funksion që përpilon informacion mbi sjelljen ose artibutet e disa fenomeneve”. Në botën e fizikës, çfarëdo sasie e ekspozuar nga ndryshimet në kohë ose ndyrshimet në hapësirë (si një imazh) është potencialisht një sinjal që mund të sigurojë infromacione të status të sistemit fizik, ose të përpilojë mesazhe në mes të vëzhguesve, ndër mundësitë e tjera. IEEE Transactions on Signal Processing thotë se termi “sinjal” përfshin sinjale audio, video, fjalime, imazhe, komunikime, gjeofizik, hidrolokator, radar, mjekësore dhe muzikore. 

Shembuj të tjerë të sinjaleve janë hyrjet e një termoelementi, i cili përpilon infromacionet e temperaturës, dhe daljet e një pH metri i cili përpilon infromacionet e aciditetetit. Tipikisht, sinjalet janë shpesh të siguruara nga një sensor, dhe shpesh forma origjinale e një sinjali është i konvertuar nga nj formë e energjisë duke përdorur një dhënës. Për shembull, një mikrofon konverton sinjale akustike në formë valore të tensionit, dhe një spiker e bën të kundërtë. 

Studimet zyrtare të informacionit të përbëra nga sinjalet është fusha e teorisë së informacionit. Informacioni në sinjal është zakonisht i shoqëruar nga zhurma. Termi zhurmë zakonisht nënkptin një shqetësim të zakonshëm të padëshirueshëm, por është shpesh i zgjeruar të përfshijë sinjale të padëshiruara në konflik me sinjalet e dëshiruara. Parandalimi i zhurmës është i mbuluar pjesërisht nën titullin e integritetit të sinjalit. Ndarja e sinjaleve të dëshiruara nga prapavija është fusha e sinjalit rikthyes, një degë e së cilës është teoria vlerësuese, një qasje probabilistike për të shtypur trazirat e zakonshme. 

Disiplinat inxhinierike si inxhinieria elektrike udhëheqe rrygën e projektimit, studimit dhe zbatimit të sistemeve përfshirë transmetimin, akulmulimin, dhe manipulimin e informacionit. Në gjysmën e dytë të shekullit 20, inxhiniera elektrike u nda vetë në disa disiplina, duke specializuar projektimin dhe sistemin e analizimit që manipulon sinjalet fizike; inxhinieria elektronike dhe inxhiniera kompjuterike si shembuj.

Projektimi i sinjaleve

Një rol tipik për sinjalet është në projektimin e sinjaleve. Shembull i ngjashëm është transmetimi i sinjalit në mes të lokacioneve të ndryshme. Personifikimin i një sinjali në formë elektrike kryhet nga një dhënës që konverton këto sinjale nga forma origjinale në formë valore të shprehur si rrymë elektrike (I) ose tension (V), ose në një formë valore elektromagnetike, për shembull, një sinjal optik në radio-transmetues. Pasi shprehet si sinjal elektrik, sinjali është i gatshëm për projektime të mëtutjeshme nga pajisjet elektrike si amplifikatorët elektronik ose filterat elektronik, dhe mund të transmetohet në një lokacion të largët nga transmetuesit elektronik dhe të pranohet duke përdorur pranuesit elektronik. 
Disa përkufizime
Përkufizimet e veçanta për nënfushat janë të zakonshme. Për shembull, në teorinë e informacionit, një sinjal është mesazh i koduar, që është, sekuencë e gjendjes në një kanal komunikues që kodon mesazhe. 

Në kontekst të projektimit të sinjaleve, arbitrarisht të dhënat binare nuk konsiderohen si sinjale, por vetëm sinjale analoge dhe digjitale që përfaqësojnë sasitë analoge fizike. 

Në një sistem komunikues, një transmetues kodon një mesazh në një sinjal, që është i mbajtur në pranues nga kanali komunikues. Për shembull, fjalët “’Meri ka një qengj të vogël” mund të jetë mesazh i thënë në një telefon. Transmetuesi i telefonit konverton zëra në një sinjal tensioni elektrik. Sinjali është transmetuar për të pranuar telefonin nëpër tela; përmes pranuesit është i rikonvertuar në zëra. 

Në rrjete telefonike, sinjalizimi i referohet një numri telefoni dhe informacione kontrolluese digjitale më shumë se sinjalet aktuale të zërit. 

Sinjalet mund të karakterizohen në mënyra të ndryshme. Dallimi më i zakonshëm është në mes të hapësirave të vazhdueshme dhe atyre diskrete në të cilat janë të përkufizuara funksionet, për shembull fushat kohore të vazhdueshme dhe diskrete. Sinjalet diskrete kohore janë shpesh të referuara si seri kohore në fusha të tjera. Sinjalet e vazhdueshme kohore janë shpesh të referuara si sinjale të vazhdueshme edhe kur funksionet e sinjaleve nuk janë të vazhdueshme; një shembull është sinjale katror-valë. 

Një dallim i rëndësishëm sekondar është në mes të vlerave diskrete dhe vlerave të vazhdueshme. 

Klasifikimi i Sinjaleve
Sinjalet e vazhduara dhe diskrete

Sinjali i vazhduar (kontinual) x(t) është funksion i variablit të vazhdur t. Nëse pos variablit t, edhe vlerat e sinjalit i përkasin numrave real, atëherë ky sinjal quhet sinjal analog. Përndryshe, sinjali mund të jetë i vazhduar në t, por diskret në vlera. Në këtë rast vlerat e sinjalit i përkasin një bashkësie të numërueshme, e jo asaj të numrave real.

Sinjali diskret x[n] përkufizohet vetëm për vlera diskrete të kohës n, ku n merr vlera nga bashkësia e numrave të plotë dhe është numërator i termit të sinjalit dhe është pa njësi. Për të fituar një sinjal diskret nga sinjali analog, duhet veçuar vlerat e sinjalit analog në çaste të caktuara kohore. Ky proces quhet mostrim i një sinjali analog x(t) të tillë si:

 ose si  ku  

ku me  janë shënuar mostrat, ndërsa me  intervali i mostrimit

Sinjalet çifte dhe teke

Sinjali thuhet se është çift nëse grafiku i tij është simetrik ndaj boshtit vertikal. Shprehur matematikisht një sinjal x(t) ose x[n] është çift kur:

x(-t)=x(t)

x[-n]=x[n]

Sinjali thuhet se është tek nëse grafiku i tij është simetrik ndaj origjinës së sistemit koordinativ. Shprehur matematikisht një sinjal x(t) ose x[n] është tek kur:

x(-t)=-x(t)

x[-n]=-x[n]

Sinjalet periodike dhe aperiodike
Sinjali i vazhduar x(t) është periodik në qoftë se mund të gjendet së paku një T element i numrave real, për të cilën vlen:

x(t)=x(t+T)

Sinjali i diskret x[n] është periodik në qoftë se mund të gjendet së paku një numër i plotë N, për të cilën vlen:

x[n]=x[n+N]

Nëse sinjalit nuk mund t'i caktohet perioda atëherë ai është aperiodik.

Sistemet dhe sinjalet
Në programet e inxhinierisë elektrike, një klasë dhe një fushë e studimit e quajtur “sisteme dhe sinjale” (S dhe S) është shpesh e parë si “klasë e prerë” për inxhinierët e elektros, dhe është tmerruese për disa nga studentët. Varësisht nga shkolla, studentët e elektros të padiplomuar zakonisht ndjekin klasa si xhuniorë ose seniorë, normalisht në varësi nga numri dhe niveli i algjebrës lineare të mëparshme dhe klaseve të ekuacioneve diferenciale që kanë ndjekur. 

Fusha studion sinjalet hyrëse dhe dalëse, dhe përfaqësimin matematikor në mes tyre të njohura si sisteme, në katër domene: Kohë, Frekuencë, s dhe z. Që kur sistemet dhe sinjalet studiohen së bashku në katër domena, ekzistojnë 8 ndarje kryesore të studimit. Si shembull, kur punohet me sinjale kohore të vazhdueshme (t), mund të transformohet domeni i kohës në atë të frekuencës ose në domenin s; ose forma diskrete kohore (n) në frekuencë ose domen z. Sistemet po ashtu mund të transformohen në mes të këtyre domeneve si sinjale, me s të vazhdueshme dhe z diskrete. 

Shiko Gjithashtu

Modulimi Amplitudor

Modulimi Këndor

Filtrat (Përpunimi i Sinjaleve)

Sistemet Lineare

Referime

Për më tepër

“Sinjalet dhe Sistemet” Ilir Limani

Kategoria:Inxhinieri elektrike
Kategoria:Koncepte inxhinierike