Сигнал

Сигнал (далее С) (франц. signal, нем. Signal, от лат. signum — знак), знак, физический процесс или явление, несущие сообщение о каком-либо событии, состоянии объекта либо передающие команды управления, оповещения и т. д. Посредством совокупности С можно с той или иной степенью полноты представить любое, сколь угодно сложное событие. По своей природе С может быть механическим (например, деформация, изменение давления), тепловым (изменение температуры), световым (вспышка света, зрительный образ), электрическим (изменение силы тока, напряжения), электромагнитным (радиоволны), звуковым (акустические колебания) и др.   Информация, содержащаяся в сообщении, обычно представляется изменением одного или нескольких параметров С — его амплитуды (интенсивности), длительности, частоты, ширины спектра, фазы, времени запаздывания, поляризации и др. (см. Модуляция колебаний, Модуляция света). С могут преобразовываться (без изменения несомой ими информации) из одного вида в другой, более удобный для последующей передачи, восприятия, хранения, переработки либо целенаправленного изменения информации, содержащейся в сообщении; преобразование непрерывных С в дискретные называется квантованием сигнала (при этом неизбежна некоторая потеря информации).   Примером преобразования С может служить звукозапись музыкальной пьесы, исполняемой на рояле. Пианист воспринимает нотные знаки зрительно (как световые С) и воспроизводит их посредством нажатия на клавиши рояля (механические С), что вызывает колебания струн, сопровождающиеся акустическими колебаниями различных частот (звуковые С), которые преобразуются микрофоном в изменения силы тока в цепи (электрические С); этот ток индуцирует в сердечнике магнитной головки переменное поле (электромагнитные С), которое вызывает перемагничивание участков магнитной ленты — собственно запись.   Применение того или иного С зависит от особенностей конкретной задачи по передаче сообщения (от требований по объему информации и скорости ее передачи или переработки, по надежности, качеству и достоверности передачи, помехоустойчивости канала связи и т. д.), от уровня и характера помех, возможности реализации приемной и передающей систем. Так, например, в системах радиосвязи и радиовещания в качестве С используются, как правило, электрические гармонические колебания с амплитудной или частотной модуляцией; в системах сигнализации на транспорте — преимущественно световые С (изменение цвета, вспышки света) и звуковые С (гудок, сирена). При передаче информации на большие расстояния, обработке ее на ЭВМ, а также в радиолокационных системах и системах навигации судов и летательных аппаратов используют преимущественно электрические и электромагнитные и, в меньшей степени, световые С Такие С характеризуются т. н. базой — произведением ширины спектра С на его длительность. Если база С ~1, то его называют простым, а если >>1 — то сложным. Для некоторых областей применения (например, радиолокации) важным параметром С является его корреляционная (или автокорреляционная) функция (см. Корреляционный анализ, Корреляция), характеризующая скорость изменения С на выходе оптимального (т. е. согласованного с С) приемника при изменении частоты или времени запаздывания входного С; по этой функции С судят прежде всего о точности и разрешающей способности радиолокационной станции по скорости и дальности цели. Для импульсных С (см. Импульсная техника) важным параметром является скважность. В технике звукозаписи и измерительной технике С неэлектрического происхождения, как правило, преобразуются в электрические С как наиболее удобные для трансформации, усиления, коррекции и т. п. операций.   Понятие "С" впервые было четко сформулировано в кибернетике — как единство четырех компонентов, непременно присутствующих в С, несущем информацию о конкретном событии: физического носителя С; формы выражения С (синтаксиса); смысла интерпретации С (семантики); правил приписывания различного смысла одному и тому же С (прагматики). Задача установления общих закономерностей и взаимосвязи синтаксиса, семантики и прагматики решается семиотикой. Общие закономерности преобразования и передачи С вне зависимости от их физической природы изучаются в теории информации (см. Информации теория).   Лит.: Полетаев И. А., С, М., 1958; Назаров М. В., Кувшинов Б. И., Попов О. В., Теория передачи сигналов, М., 1970.   А. Ф. Богомолов, Л. Н. Столяров.