1.6 Alapvető definíciók
Mint már említettük a jelfeldolgozás feladata a jelek információtartalmának meghatározása. A jelek feldolgozása történhet analóg, vagy digitális módon. Analóg jelfeldolgozás esetén a feldolgozás során nem használunk digitális technikát, Ebben az esetben a feldolgozás során a bemenő jel csak analóg lehet, s az eredményül kapott kimenő jel is analóg. Digitális feldolgozás esetén mindig használunk valamilyen digitális technikát. Mint később a 2. fejezetben látni fogjuk, a digitális jelet feldolgozó eszköz bemeneti jelként mindig digitális jelet vár, és a kimenti jel is mindig digitális. Természetesen, ha analóg jelet akarunk digitálisan feldolgozni, akkor az analóg jelet először digitalizálni kell, majd a feldolgozás után, ha a végeredményt is analóg jel formájában várjuk, akkor azt megfelelő konverzióval analóggá kell alakítani. A következőben bevezetünk a jelfeldolgozásában használt néhány alapfogalmat:
A jel erősségének a mérés szempontjából van jelentősége: egy adott erősségű jel egy érzékeny detektáló készülék esetében mérhető jelet ad, míg ugyanez a jel egy kevésbé érzékeny műszer esetében nem elég erős, esetleg mérhetetlen. Ha egy jel nem elég erős, akkor azt erősíteni kell, míg a túl erős jelet csillapítani szükséges ahhoz, hogy egy mérő egységgel megfelelően tudjuk kezelni. A bemenő jel és a kimenő jel erősségének a hányadosát lehet mérni az elektronikában. Számolási megfontolásokból a hányados logaritmusát használják a gyakorlatban. (A logaritmus ugyanis multiplikatív műveletek helyett additív műveleteket használ.)
Az arány mértékegysége a bel, dimenziója nincs.
Mivel az elektronikában először hanghullámokat mértek, ezért az eredeti definíció szerint 1 bel (B) hangerősség-csökkenést okoz a szabványos telefonkábel 1 mérföld (1,6 km) hosszúságú darabja. Általában ennek a 0,1 részét - a decibelt (dB) használják a gyakorlatban. A decibel tehát teljesítmény arányokat fejez ki. Ma már az elektronikában általában az erősítés vagy a csillapítás meghatározására használják a dB-t.
Az olvasónak: érdemes kiemelten vizsgálni a címben található linken a jelerősség kiszámítására vonatkozó két - logaritmust tartalmazó - képletet. A két képlet értelmezéséhez segítséget ad a logaritmus azonosságainak ismerete. Az érdeklődő hallgatók nézzék meg a példát is, mert a jelerősség pontos számításához elengedhetetlenül szükséges a számítás pontos ismerete.
- Jelek energiája:
Egy
jel energiáján analóg esetben az
kifejezést, míg digitális esetben az
ki fejezést értjük.
- Véges energiájú jel:
Egy
jelet véges energiájúnak nevezünk, ha analóg esetben
, illetve digitális esetben
teljesül.
- Véges idejű jel:
Az
,
jelet véges idejűnek nevezzük, ha van olyan t1 és t2 (t1<t2) véges időpontpár, amelyre érvényes, hogy
,
és
esetén.
- Korlátos jel:
Egy jelet korlátosnak nevezünk, ha a jel értelmezési tartományán a jel értékkészlete véges.
A frekvencia egy esemény ismétlődésének a gyakoriságát jelenti. Azt mutatja meg, hogy egy adott időegység alatt az esemény hányszor következett be. Minél sűrűbben következik be az esemény, annál nagyobb a frekvenciája.
Mértékegysége a Hz (Hertz).
Dimenziója 1/s.
A zaj a feldolgozni kívánt információt hordozó jeltől eltérő frekvenciájú és intenzitású jelek zavaró összessége. Más megfogalmazásban: minden olyan jel, amely nem része az átviendő információnak, de benne van a jelben. A jelfeldolgozás egyik központi feladata a jelben levő zajoktól történő megszabadulás. Ezt a folyamatot a jelek szűrésének nevezik.
A technikában általában nem a zaj abszolút nagysága az érdekes, hanem a hasznos jel nagyságához való viszonya. Minél nagyobb ez az érték, annál jobb minőségű a kommunikáció.
Mértékegysége a dB.
- Csillapítás, Erősítés
Csillapításon vagy erősítésen a kimenő (Tki) és a bemenő (Tbe) jelerősség (teljesítmény) hányadosát értjük. Csillapításnál Tki < Tbe. Erősítés esetén Tki > Tbe .
Mértékegysége: dB (decibel)