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Tipi di segnali

|di Andrea Fallico
Una prima classificazione dei segnali può essere fatta proprio in base ai valori assunti dalla variabile indipendente; distinguiamo infatti tra:
-segnali a tempo continuo, per i quali il dominio della funzione ha la cardinalità dell'insieme dei numeri reali. La variabile indipendente può assumere con continuità tutti i valori compresi entro un certo intervallo, eventualmente illimitato.
-segnali a tempo discreto, per i quali il dominio della funzione ha la cardinalità dell'insieme (discreto) dei numeri interi. Tali segnali vengono chiamati in matematica successioni. Un segnale cinematografico è ottenuto proiettando una sequenza di 24 fotogrammi al secondo che dà all'occhio umano l'illusione di un segnale a tempo continuo.
Una classificazione analoga può essere condotta sulla base dei valori assunti dai segnali (cioè sulla base del codominio della funzione che li rappresenta).
Avremo:
-segnali ad ampiezza continua, che possono assumere con continuità tutti i valori reali di un intervallo (eventualmente illimitato), come nel caso di un segnale acustico e in generale dei segnali osservati nei sistemi naturali;
-segnali ad ampiezza discreta, aventi come codominio un insieme numerabile, eventualmente illimitato. Il segnale luminoso di un semaforo può assumere solo due valori, così come i segnali binari che regolano il funzionamento dei circuiti elettronici digitali.
I segnali a tempo continuo e ad ampiezza continua si dicono analogici, mentre quelli a tempo e ampiezza discreti si dicono numerici e sono quelli tipicamente trattati dai calcolatori elettronici. Anche i segnali a tempo discreto e ampiezza continua (cioè le sequenze a valori reali) hanno una grande importanza perchè costituiscono l'oggetto delle tecniche di elaborazione numerica dei segnali (DSP, Digital Signal Processing).
Nel caso di segnali a tempo continuo, diremo che un segnale è periodico quando esiste un certo intervallo temporale T0 (N0 per un segnale a tempo discreto) tale che si possa scrivere x(t) = x(t + T0) per qualunque generico valore del tempo t (x[n] = x[n + N0]). Ciò significa che il segnale si ripete uguale a se stesso dopo un periodo di tempo T0 (N0). Se non esiste alcun valore di T0 (N0) che verifica la relazione suddetta, il segnale è non periodico o aperiodico.
Nella considerazione delle varie proprietà è stato assunto che il valore del segnale fosse determinabile non appena fossero fissati i valori delle variabili indipendenti.
Però in molti casi non è possibile conoscere con esattezza a priori il valore assunto da un segnale in un certo istante; ne è un esempio le tensioni di disturbo (rumore) presenti nei componenti elettronici attivi e passivi e prodotte da fenomeni incontrollabili, tipicamente di origine quantistica. Questi segnali sono aleatori, intendendo che il valore assunto da essi è affetto da un certo grado di imponderabilità (alea) che ne impedisce una conoscenza esatta.
segnali, tempo continuo, tempo discreto, analogici, numerici, periodico, aperiodico

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