La teoria dei segnali è una teoria ingegneristica che studia e definisce le proprietà matematiche e statistiche dei segnali, definiti come funzioni matematiche del tempo: in generale, un segnale è una variazione temporale dello stato fisico di un sistema o di una grandezza fisica, come la tensione o l'intensità di corrente per i segnali elettrici o i parametri di campo elettromagnetico per i segnali radio, che serve per rappresentare e/o trasmettere messaggi e informazioni; dove il sistema in questione può essere il più disparato. In elettronica, un segnale viene dunque studiato attraverso un modello matematico o funzione, in cui il tempo (o il suo inverso, la frequenza) è considerato variabile indipendente.
In generale esistono diversi tipi di segnali, ma tutti sono accomunati dall'essere in natura segnali casuali e continui e quasi mai deterministici. La teoria dei segnali studia la rappresentazione dei segnali in modo da poter poi manipolarli e trattarli matematicamente. Questa rappresentazione richiede l'uso di matematica astratta e, nel caso di segnali stocastici, della teoria della probabilità. La teoria si suddivide in due grandi branche a seconda del tipo di segnale in esame: i "segnali determinati" o deterministici, di cui è possibile predire il valore in un qualunque istante a piacere, e i "segnali stocastici" o aleatori, il cui valore non è prevedibile, ma su cui è possibile ottenere soltanto delle proprietà statistiche e che rientrano nella più vasta tematica dei processi aleatori o stocastici.
vitetta teoria dei segnali pdf 21
Nella trasmissione di informazione a distanza (telecomunicazione) i segnali determinati vengono utilizzati per la modulazione tramite portante, mentre i segnali contenenti l'informazione sono invece segnali aleatori, quindi processi stocastici, dal momento che l'informazione viaggia sotto forma di "innovazione" ovvero varia in maniera aleatoria nel tempo. I segnali periodici possono essere trattati mediante l'astrazione in uno spazio vettoriale lineare quale lo spazio di Hilbert e quindi con l'utilizzo della serie di Fourier. Per quanto riguarda i segnali non periodici, questi necessitano della trasformata di Fourier. Altra suddivisione è quella in "segnali continui" e "segnali discreti". Ad essi si associano rispettivamente le comunicazioni analogiche e le comunicazioni digitali. Parte della teoria dei segnali è intimamente connessa con la teoria dei sistemi giacché molti segnali transitano come input in sistemi che elaborano ovvero trasformano il segnale in ingresso restituendo in uscita un certo output. Centrale è anche l'analisi di Fourier ovvero l'analisi spettrale.
Un segnale, una volta trasmesso, si propaga sempre attraverso un mezzo trasmissivo. Per segnali elettrici il mezzo trasmissivo è sempre un portante fisico cablato che esibisca un comportamento da conduttore elettrico per il segnale stesso (linea di trasmissione o cavo elettrico).
Per segnali elettromagnetici il mezzo trasmissivo può essere sia un portante fisico sia un portante radio ovvero nel primo caso una guida d'onda metallica, una guida dielettrica (es. fibra ottica), un cavo coassiale, nel secondo l'etere o lo spazio libero.
Tale concetto è estendibile anche ai segnali rilevati nei fenomeni naturali giacché anche in tali circostanze è rilevabile tipicamente un rumore di fondo per la particolare grandezza fisica di interesse.
Esso rappresenta dunque il mezzo attraverso i quali sono veicolate le informazioni tra un'entità trasmittente ed una ricevente. Le proprietà matematiche di un segnale sono oggetto di studio della teoria dei segnali. 2ff7e9595c
Comments