تعریف اندازه سیگنال در الکترونیک

تعریف اندازه سیگنال در الکترونیک:
انرژی و توان سیگنال (Energy and Power of Signal) دارای تعریف متفاوتی نسبت به تعریف انرژی و توان در فیزیک هستند.

در فیزیک، انرژی برابر با کار و توان برابر با کار در واحد زمان تعریف می شود. اما در علم پردازش سیگنال، انرژی و توان سیگنال بدون واحد فیزیکی در نظر گرفته می شوند؛ زیرا سیگنال ها ممکن است نشان دهنده کمیت های فیزیکی مختلفی باشند.

می توان گفت انرژی و توان سیگنال را بر اساس اندازه سیگنال به دست می آورند.

در پردازش سیگنال، یک سیگنال به صورت تابعی از زمان در نظر گرفته می شود. عبارت «اندازه سیگنال» برای اشاره به قدرت یک سیگنال به کار برده می شود.

دانستن اندازه سیگنال در کاربردهای مختلف، امری ضروری محسوب می شود. به عنوان مثال، در اندازه گیری الکتریکی ممکن است نیاز داشته باشیم مقدار ولتاژ و جریان مورد نیاز برای روشن کردن یک نمایش گر LCD رابدانیم و تفاوت مقادیر به دست آمده با مقادیر لازم برای روشن کردن نمایش گر CRT را با هم مقایسه کنیم.

این دو LCD با یکدیگر متفاوت هستند و بنابراین مقدار این مولفه ها نیز با یکدیگر تفاوت خواهد داشت.

اندازه یک سیگنال فرضی را می توان از روش های مختلفی به دست آورد. مساحت ناحیه زیر منحنی یک سیگنال که توسط یک تابع ریاضی توصیف شده است، ممکن است روشی مناسب برای به دست آوردن اندازه سیگنال محسوب می شود.

توجه کنید که یک سیگنال می تواند هم مقادیر مثبت و هم مقادیر منفی در خود داشته باشد. به همین دلیل است که مساحت برخی نواحی در یک سیگنال، منفی می شود.

در نتیجه، ممکن است مقادیر مساحت های محاسبه شده گاهی به صورت کامل و یا قسمتی از یکدیگر را خنثی کنند و منجر به نتایج نادرست شوند.

پس می توان گفت که مساحت زیر منحنی، روشی مناسب برای محاسبه اندازه سیگنال نیست. حال دو روش برای محاسبه این مقدار داریم.

در روش اول، می توان مساحت زیر منحنی قدر مطلق سیگنال را به دست آورد و در روش دوم، مساحت زیر مجذور نمودار سیگنال را برای محاسبه اندازه سیگنال مورد استفاده قرار می دهیم.

در حالت کلی، روش دوم از محبوبیت بالاتری برخوردار است؛ زیرا این روش از لحاظ ریاضی معقول تر است و علاوه بر این، شباهت زیادی به نرم اقلیدسی یا نرم L2 دارد که در تکنیک های شناسایی سیگنال مورد استفاده قرار می گیرد.

نرم اقلیدسی به این دلیل بسیار مورد استفاده قرار می گیرد که اندازه گیری بهتری از فاصله بین دو نقطه در سیگنال را فراهم می آورد. این فاصله را در اصطلاح، فاصله اقلیدسی می گویند.