Сигнал в теории информации. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Сигнал в теории информации - физ. процесс, значения параметров к-рого отображают передаваемое сообщение. Сигнал, с одной стороны, определяется физ. природой канала, по к-рому происходит его распространение (акустич., эл--магн. и т. д.), с другой - параметрами, несущими сообщение,- информационными параметрами сигнала. Отображение сообщения в сигнале осуществляется путём модуляции (рис.), обратный процесс, извлекающий сообщение из сигнала, наз. демодуляцией.

Генератор носителя порождает процесс (наз. носителем), описываемый функцией времени t:

Величины а, b, с,... представляют собой в отсутствие модуляции пост. параметры. В модуляторе эти информац. параметры изменяются в зависимости от поступившего сообщения. Так, если сообщение - число, то приращение информац. параметров пропорц. этому числу.

Если в качестве носителя выбрано гармонич. колебание,

, то информац. параметрами являются амплитуда А , частота со и начальная фаза

Носитель f(t), т. о., может быть подвергнут амплитудной (AM), частотной (ЧМ) и фазовой (ФМ) модуляции. AM широко применяется в телефонии, ЧМ - в телевидении, ФМ - в системах телеуправления и радиосвязи.

Если носителем является последовательность импульсов определ. формы, напр. прямоугольной, то информац. параметрами будут амплитуда, полярность, длительность, частота следования.

При передаче по каналу сигнала S(t)взаимодействует с помехой Z(t) - физ. процессом, вносящим дополнительные по сравнению с модуляцией изменения в значении его информац. параметров.

Принятый сигнал

отличается от S(t)., называемого полезным сигналом, здесь

- нек-рый оператор. В частном случае, когда оператор вырождается в сумму, Y = S + Z, помеха наз. аддитивной. Возможны и более сложные случаи - мультипликативная помеха, замирание сигнала и т. д. Развиты теория и методы фильтрации, обнаружения, выделения полезного сигнала на фоне помех.

Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.