понятие

сигнал

Обнаруживаемая физическая величина, которая несёт информацию о событии или измерении.
1 статья · 2 формулы

Описание

В физике сигналом называется любая обнаруживаемая физическая величина, которая несёт информацию о событии, измерении или процессе. Это фундаментальная связь между физическим миром и нашей способностью его наблюдать. Без сигналов не было бы никакой возможности узнать, что происходит в системе, от спина электрона до столкновения чёрных дыр за миллиарды световых лет от нас.

Как это работает

Сигнал возникает, когда физическая величина — такая как электромагнитное излучение, звуковые волны или электрическое напряжение — изменяется таким образом, что кодирует информацию. Информация извлекается путём измерения свойств сигнала, таких как амплитуда, частота или фаза, и сравнения их с известным базовым уровнем. На практике сигналы часто погружены в шум, поэтому обнаружение включает фильтрацию и статистический анализ, чтобы отличить истинный сигнал от случайных флуктуаций.

Где применяется

Обработка сигналов лежит в основе всех современных технологий, включая телекоммуникации, медицинскую визуализацию и астрономические наблюдения, где слабые сигналы от далёких объектов усиливаются и анализируются.

Любопытный факт

Слово «сигнал» происходит от латинского «signum», что означает знак или отметка, и в физике оно часто относится к измеримому изменению, которое выделяется на фоне шума.

Граф понятий →

Формулы

$$W(s, \tau) = \int_{-\infty}^{\infty} x(t) \psi^*_{s,\tau}(t) dt$$
Разлагает сигнал на масштабированные и сдвинутые вейвлет-функции.
Что в формуле
WпеременнаяКоэффициент вейвлет-преобразования — wavelet transform coefficient
sпеременнаяПараметр масштаба — scale parameter
τпеременнаяПараметр сдвига — translation parameter с
xпеременнаяВходной сигнал — сигнал
tпеременнаяПеременная времени — время с
ψ*переменнаяКомплексно-сопряженная вейвлет-функция — wavelet function
∫операторИнтегрирование по времени — интегральный оператор
$$z(t) = x(t) + i\mathcal{H}[x(t)] = a(t)e^{i\phi(t)}$$
Представляет сигнал с мгновенной амплитудой и фазой.
Что в формуле
zпеременнаяАналитический сигнал — analytic signal
xпеременнаяВещественный сигнал — сигнал
aпеременнаяМгновенная амплитуда — instantaneous amplitude
φпеременнаяМгновенная фаза — instantaneous phase рад
tпеременнаяПеременная времени — время с
HоператорПреобразование Гильберта, сдвигает фазу на -90° — hilbert transform operator
iоператорМнимая единица, √(-1) — мнимая единица

Статьи по теме · 1

Врата свежести: когда вода ещё помнит возраст лосося
Ручей Иссакуа в штате Вашингтон каждую осень превращается в родильный дом для тысяч лососей. Рыбы приплывают, мечут икру и умирают, а вода уносит их молекулярные следы: обрывки ДНК, короткоживущие РНК, химические метки на генетическом тексте. С сентября по ноябрь 2024 года исследователи каждую неделю забирали по литру воды и пропускали через фильтр, чтобы поймать эти следы.