Materia:Teoria dei segnali

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Teoria dei segnali[modifica]

La teoria dei segnali studia 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 (potenziale o corrente elettrica per segnali elettrici, parametri di campo elettromagnetico per segnali radio) che serve per rappresentare e trasmettere messaggi ovvero informazione a distanza; 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.


Descrizione[modifica]

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. Nella tramissione di informazione a distanza (telecomunicazione) i segnali determinati vengono utillizzati 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.


Applicazioni[modifica]

La Teoria trova ampia applicazione in tutti i settori della trasmissione, dell'elaborazione e dell'automatizzazione dell'informazione (Ingegneria dell'informazione), ovvero nelle telecomunicazioni, in elettronica e in informatica.