Elektrisches Signal

Autor: Leandro Alegsa

01-11-2021

In den Bereichen Kommunikation, Signalverarbeitung und in der Elektrotechnik allgemein ist ein Signal eine zeitlich veränderliche Größe.

Der Begriff ist weit gefasst und schwer genau zu definieren. Teilfeldspezifische Definitionen sind üblich. In der Informationstheorie zum Beispiel ist ein Signal eine kodifizierte Nachricht, d.h. die Abfolge von Zuständen in einem Kommunikationskanal, die eine Nachricht kodiert. In einem Kommunikationssystem kodiert ein Sender eine Nachricht in ein Signal, das über den Kommunikationskanal zu einem Empfänger übertragen wird. Die Worte "Maria hatte ein Lämmchen" könnten beispielsweise die in ein Telefon gesprochene Nachricht sein. Der Telefonsender wandelt die Töne in ein elektrisches Spannungssignal um. Das Signal wird über Drähte an das empfangende Telefon übertragen und am Empfänger wieder in Töne umgewandelt.

Beispiele für Signale

Antrag. Die Bewegung eines Teilchens durch einen Raum kann als ein Signal betrachtet oder durch ein Signal dargestellt werden. Der Bereich eines Bewegungssignals ist eindimensional (Zeit), und der Bereich ist im Allgemeinen dreidimensional. Die Position ist also ein 3-Vektorsignal; Position und Orientierung ist ein 6-Vektorsignal.

Ton. Da ein Ton eine Schwingung eines Mediums (z.B. Luft) ist, ordnet ein Tonsignal jedem Zeitwert und drei Raumkoordinaten einen Druckwert zu. Ein Mikrofon wandelt den Schalldruck an einem bestimmten Ort in eine Funktion der Zeit um, indem es ein Spannungssignal als Analogon des Schallsignals verwendet.

Compact Discs (CDs). CDs enthalten diskrete Bits, die ein Tonsignal darstellen, das mit 44.100 Samples pro Sekunde aufgezeichnet wurde. Jede Abtastung enthält Daten für einen linken und rechten Kanal, die als 2-Vektor betrachtet werden können (da CDs in Stereo aufgenommen werden).

Lärm ist normalerweise unerwünscht, aber nicht immer.

Fragen und Antworten

Q: Was ist ein Signal?

A: Ein Signal ist jede zeitlich veränderliche Größe.

F: Wie würden Sie ein Signal speziell in der Informationstheorie definieren?

A: In der Informationstheorie ist ein Signal eine kodierte Nachricht, d.h. die Abfolge von Zuständen in einem Kommunikationskanal, die eine Nachricht kodiert.

F: Was geschieht in einem Kommunikationssystem?

A: In einem Kommunikationssystem kodiert ein Sender eine Nachricht in ein Signal, das über den Kommunikationskanal an einen Empfänger übertragen wird.

F: Können Sie ein Beispiel dafür geben, wie eine Nachricht in einem Kommunikationssystem übertragen werden könnte?

A: Die Worte "Mary had a little lamb" könnten zum Beispiel in ein Telefon gesprochen werden. Der Telefonsender wandelt die Töne in ein elektrisches Spannungssignal um. Das Signal wird über Drähte an das empfangende Telefon übertragen und am Empfänger wieder in Töne umgewandelt.

F: Ist das Konzept eines Signals einfach und genau zu definieren?

A: Nein, der Begriff des Signals ist weit gefasst und lässt sich nur schwer genau definieren.

F: Wie wird der Begriff "Signal" in den Teilbereichen üblicherweise definiert?

A: Spezielle Definitionen für Teilbereiche sind üblich.

F: In welchen Bereichen wird das Konzept des Signals verwendet?

A: Das Konzept des Signals wird in den Bereichen Kommunikation, Signalverarbeitung und in der Elektrotechnik im Allgemeinen verwendet.