Un semnal este o descriere a modului în care un parametru depinde de un alt parametru. De exemplu, cel mai frecvent tip de semnal din domeniul electronicii analogice este o tensiune care variază în timp. Deoarece ambii parametri pot presupune un interval continuu de valori, vom numi acesta un semnal continuu. În comparație, trecerea acestui semnal printr-un convertor analogic-digital face ca fiecare dintre cei doi parametri să fie cuantificat. De exemplu, imaginați-vă că conversia se face cu 12 biți la o rată de eșantionare de un kilohertz. Tensiunea este redusă la 4096 de niveluri posibile binare, iar timpul este definit la intervale de o milisecundă. Semnalele formate din parametrii care sunt cuantizați în acest mod sunt considerate a fi semnale discrete sau semnale digitalizate. În cea mai mare parte, există semnale continue în natură, în timp ce există semnale discrete în interiorul calculatoarelor (deși puteți găsi excepții în ambele cazuri). Este, de asemenea, posibil să existe semnale în care un parametru este continuu, iar celălalt este discret. Deoarece aceste semnale mixte sunt destul de neobișnuite, ele nu au nume speciale, iar natura celor doi parametri trebuie specificată explicit.

Figura 2-1 prezintă două semnale discrete, cum ar fi cele achiziționate cu un sistem digital de achiziție de date. Axa verticală poate reprezenta tensiunea, intensitatea luminii, presiunea acustică sau un număr infinit de alți parametri. Deoarece nu știm ce reprezintă în acest caz special, îi vom da eticheta generică: amplitudine. Acest parametru este numit și cu alte câteva nume: axa y, variabila dependentă, domeniul și ordonata.

Fig. 2-1 Exemple de două semnale digitalizate cu diferite deviații medie și standard

Axa orizontală reprezintă celălalt parametru al semnalului, trecând prin nume precum: axa x, variabila independentă, domeniul și abscisa. Timpul este cel mai comun parametru care apare pe axa orizontală a semnalelor achiziționate; dar, alți parametri sunt utilizați în aplicații specifice. De exemplu, un geofizician ar putea dobândi măsurători ale densității de rocă la distanțe egal distanțate de-a lungul suprafeței Pământului. Pentru a păstra lucrurile în general, vom eticheta pur și simplu axa orizontală: numărul eșantioanelor. Dacă acesta ar fi un semnal continuu, ar trebui să fie folosită o altă etichetă, cum ar fi: timpul, distanța, x, etc.

Cei doi parametri care formează un semnal nu sunt, în general, interschimbabili. Parametrul de pe axa y (variabila dependentă) este considerat a fi o funcție de parametrul de pe axa x (variabila independentă). Cu alte cuvinte, variabila independentă descrie cum sau când fiecare eșantion este luat, în timp ce variabila dependentă este măsurarea reală. Având o valoare specifică pe axa x, putem găsi întotdeauna valoarea corespunzătoare pe axa y, dar de obicei nu este invers.

Acordați o atenție deosebită cuvântului: domeniu, un termen foarte utilizat în DSP. De exemplu, se spune că un semnal care utilizează timpul ca variabilă independentă (adică parametrul pe axa orizontală) se află în domeniul timp. Un alt semnal comun în DSP folosește frecvența ca variabilă independentă, rezultând în termenul domeniul frecvență. La fel, semnalele care utilizează distanța ca parametru independent se spune că sunt în domeniul spațial (distanța este o măsură a spațiului). Tipul de parametru pe axa orizontală este domeniul semnalului; este atât de simplu. Ce se întâmplă dacă axa x este etichetată cu ceva foarte generic, cum ar fi numărul eșantioanelor? Autorii se referă de obicei la aceste semnale ca fiind în domeniul timp. Acest lucru se datorează faptului că eșantionarea la intervale egale de timp este cea mai obișnuită metodă de obținere a semnalelor.

Deși semnalele din figura 2-1 sunt discrete, ele sunt afișate în această figură ca linii continue. Acest lucru se datorează faptului că există prea multe eșantioane pentru a fi distincte dacă sunt afișate ca marcatori individuali. În graficele care descriu semnale mai scurte, spun mai puțin de 100 de eșantioane, marcatorii individuali sunt de obicei afișați. Linile continue pot sau nu pot fi trase pentru a conecta markerii, în funcție de modul în care autorul dorește să vizualizați datele. De exemplu, o linie continuă ar putea implica ceea ce se întâmplă între eșantioane sau pur și simplu să fie un ajutor pentru ochiul cititorului să urmeze o tendință în datele zgomotoase. Ideea este să examinați etichetarea axei orizontale pentru a afla dacă lucrați cu un semnal discret sau continuu. Nu te baza pe capacitatea unui ilustrator de a desena puncte.

Variabila N este utilizată pe scară largă în DSP pentru a reprezenta numărul total de eșantioane într-un semnal. De exemplu, N = 512 pentru semnalele din figura 2-1. Pentru a ține datele organizate, fiecărui eșantion i se atribuie un număr sau un indice. Acestea sunt numerele care apar pe axa orizontală. Două notații pentru atribuirea numerelor eșantionului sunt utilizate în mod obișnuit. În prima notație, indicele de eșantion rulează de la 1 la N (de ex., 1 la 512). În cea de-a doua notație, indicele de eșantion rulează de la 0 la N` -1 (de exemplu, 0 până la 511). Matematicienii folosesc adesea prima metodă (de la 1 la N), în timp ce cei din DSP folosesc de obicei cel de-al doilea (0 la N` -1). În această lucrare, vom folosi a doua notație. Nu respingeți acest lucru ca pe o problemă trivială. Te va confunda cândva în timpul carierei tale. Privește-l!

Secțiunea următoare: Media și deviația standard