I segnali - ampiezza, frequenza e onde

I SEGNALI

La sorgente invia un'informazione alla destinazione generandola sotto forma di segnale s(t). Il segnale è una grandezza fisica che varia nel tempo.

Il trasmettitore trasforma il segnale generato in x(t). Esempi di segnali possono essere:

• Segnale acustico
• Segnale luminoso
• Segnale elettrico
• Segnale elettromagnetico

Il segnale può essere rappresentato nel dominio del tempo. L'andamento del segnale ha una forma d'onda.

L'ampiezza rappresenta il valore assoluto del segnale in uno specifico istante temporale. È facilmente identificabile facendo riferimento alla forma dell'onda del segnale (andamento del segnale nel tempo).

Ad esempio, nel caso di un segnale acustico, quando si parla si modifica la pressione sonora. La grandezza fisica associata è la pressione sonora (p), definita come l'ampiezza dell'onda di pressione. L'unità di misura è il Pascal (N/m^2), ma più spesso si fa riferimento al decibel (dB): 20logPo=valore di pressione.

udibile dall'essere umanoFREQUENZA quanto velocemente varia il segnale nel tempo. Non interessal'andamento puntuale nel tempo.s s s1 t 2 t 3 t1.segnale che non varia nel tempo2.segnale che varia lentamente nel tempo3.segnale che varia velocemente nel tempoRappresentazione nel dominio della frequenzas Sspettro del segnale un è segnale limitato in bandadi frequenze t fstesso segnale visto da due punti di vista.Banda di un segnale: intervallo di frequenze per le quali il segnale assume un valorenel dominio della frequenza:Segnali a banda infinita: per ogni valore di frequenza hanno un valore di ampiezzaSegnali limitati in banda: frequenza minima, frequenza massima, banda del segnaleIl segnale che non varia non ha frequenza di variazione.s St ftempo frequenza (di variazione zero)Segnale sinusoidale=> importante nelle telecomunicazionicaratterizzato da tre parametri:ampiezza (Ao) Aoperiodo (To) e frequenza (fo)fase ( ϕ): quanto il segnale è traslato

nel tempo tS(t)=Ao sin(2πfo t+ϕ)fo=1/To ToS nel dominio della frequenzafo f3 segnali sinusoidali: f1>f2>f3 se i tre segnali si sommassero nel dominio della frequenzai tre segnali sono distinguibili e studiarli nel dominio della frequenza è più facile.I segnali sinusoidali sono molto importanti nelle telecomunicazioni-Si può rappresentare un segnale attraverso "composizione di sinusoide" f 3 f 2f1 fSviluppo in serie di Fourier-possono essere usati come segnali portanti modulazioneE' possibile modificare dei parametri della sinusoide per trasportare delleinformazioni all'interno di essa. Si codifica nella sinusoide un'informazione in più.Segnali periodici: un segnale periodico di periodo T ripete periodicamente il suoandamento temporale in un periodo di tempo T.s s(t)=s(t+T)tTUn segnale periodico di periodo T può essere espresso come la somma di infinitisegnali sinusoidali: -La frequenza fondamentale è fo=

1÷Tle altre frequenze sono multiple della frequenza fondamentale=> componenti armoniche

Ciascuna ha propria fase e ampiezza

ffo 2fo 3fo kfo

Segnali non periodici: nel dominio della frequenza si ha un segnale continuo.

Anche per i segnali non periodici è possibile una rappresentazione sotto forma di componenti armoniche - frequenze continue e non discrete - trasformata di Fourier=> possibile calcolare la forma d’onda con la trasformata di Fourier.

La rappresentazione nel dominio della frequenza consente di individuare l’occupazione di banda di un segnale:

• segnali limitati in banda (trascurabili le componenti armoniche superiori ad un certo valore di frequenza)
• banda del segnale (larghezza di banda)