Segnale elettrico
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In elettrotecnica, e specialmente in radiotecnica e nell'elettronica, un segnale elettrico è, molto brevemente, una variazione di corrente o di tensione all'interno di un conduttore o in un punto di un circuito.
Caratteristica di un segnale elettrico è la possibilità di veicolare un'informazione: se all'interno di un filo elettrico scorre sempre una corrente costante di, ad esempio, 1 mA, la prima volta che andremo a misurare questa corrente riceveremo l'informazione che il valore della corrente è appunto di 1 mA; ma se eseguiremo ulteriori misurazioni (sapendo già a priori che la corrente non sta variando), otterremo sempre lo stesso valore, e non otterremo quindi nessuna informazione aggiuntiva. Se però la corrente che scorre nel filo viene fatta variare, ad esempio, da una persona che si trova nella stanza accanto, non potremo sapere a priori quale sarà il valore della corrente ad ogni successiva misurazione; ognuna di esse, quindi, ci fornirà ogni volta una nuova informazione sul livello di corrente nel filo. Se la persona che varia la corrente nel filo lo fa seguendo certe regole di cui siamo a conoscenza, sarà possibile per quella persona comunicare a noi informazione utile.
Ad esempio, la persona potrebbe utilizzare il codice binario, ossia far passare o meno la corrente nel filo, secondo un piano prestabilito: potrebbe cioè far passare la corrente per un secondo, poi nonfarla passare per un altro secondo, poi nonfarla passare per un altro secondo, poi farla passare per un secondo, e così via...
Se questa persona identifica con "1" un periodo di tempo di un secondo in cui la corrente passa, e con "0" un secondo in cui la corrente invece non passa, e decide che un carattere alfabetico è identificato da una sequenza di 8 secondi di accensione/spegnimento della fonte di corrente, potrà descrivere questa sequenza di "accensione/spegnimento" con una sequenza di "1" e "0", ad esempio 1001011.
La persona potrebbe poi, sempre per esempio, decidere che alla sequenza 1001011 corrisponde la lettera K, alla sequenza 10000001 la lettera A e così via (vedi tabella ASCII).
Se questa persona ci ha precedentemente informato di queste sue decisioni sul significato da attribuire al passaggio/non passaggio di corrente, noi saremo in grado di ricevere da essa informazioni tramite i segnali elettrici da essa fatti passare nel filo: ci basterà misurare continuamente la corrente che scorre nel filo, confrontarla con le tabelle e convenzioni che la persona ci ha precedentemente comunicato, e potremo facilmente ricostruire l'informazione originaria posseduta dalla persona nell'altra stanza: avremo così utilizzato un segnale elettrico per far passare informazioni da un luogo ad un altro.
Il tipo di segnale visto è digitale, ma esistono anche segnali di tipo analogico. Brevemente, prendendo sempre l'esempio della corrente, potremmo far sì che la corrente stessa non viene semplicemente fatta o non fatta passare, ma regolata in modo continuo, così ad esempio da far passare prima 1 mA, poi 2 mA, poi aumentare fino a 5, scendere fino a 0.5 e così via. Potremmo poi associare, ad esempio, il livello di corrente alla temperatura presente in una stanza, ad esempio inserendo nel nostro circuito un sensore che appunto inserisce nel circuito una corrente proporzionale alla temperatura misurata; se sappiamo che il sensore è tarato in modo da far passare 1 mA quando misura 10 gradi, 2 mA quando ne misura 20 e così via, misurando il segnale analogico di coorente presente nel filo saremo in grado di conoscere la temperatura nella stanza.
[modifica] Classificazione
I segnali vengono classificati in varie categorie, a seconda delle loro proprietà.
In riferimento al tempo si definisce:
- segnale a tempo continuo: l'asse dei tempi può assumere un qualsiasi valore reale,
- segnale a tempo discreto: l'asse dei tempi assume solo valori discreti, ad esempio 1, 2, 3...
In riferimento alla variabile dipendente si distinguono:
- segnale ad ampiezza continua: i valori assunti dall'ampiezza del segnale sono numeri reali appartenenti ad un intervallo, cioè possono assumere uno qualsiasi degli infiniti valori compresi tra un minimo ed un massimo;
- segnale ad ampiezza quantizzata: i valori assunti dall'ampiezza del segnale sono numeri naturali [con segno], cioè appartengono ad un insieme finito di valori precisi.
Da queste distinzioni si definiscono:
- segnale analogico: segnale a tempo continuo e ad ampiezza continua
- segnale numerico (spesso detto digitale): segnale a tempo discreto e ad ampiezza quantizzata.
Inoltre, in base alla possibilità di prevedere l'ampiezza futura, i segnali si distinguono in:
- segnale deterministico: segnale di cui si conosce esattamente l'andamento dell'ampiezza in funzione del tempo;
- segnale aleatorio o stocastico: l'andamento dell'ampiezza è caratterizzabile solo in termini statistici, cioè l'ampiezza del segnale è una variabile aleatoria;
[modifica] Altri campi
In informatica, i segnali sono uno strumento di comunicazione tra processi.
In Teoria dei segnali è definito come "grandezza fisica variabile nel tempo, a cui e' assegnata un'informazione"
In acquisizione dati si parla anche di condizionamento dei segnali.
