Signály
Čo je signál?

Význam slova signálu v tomto kurze označuje funkciu, ktorá komplexne a úplne popisuje správanie sa určitého javu.

Signál vo fyzickom svete je v zásade akákoľvek veličina, ktorá vykazuje zmenu v čase (napríklad hlas) alebo v priestore (obraz), ktorá môže poskytnúť informáciu o stave fyzického systému, alebo prenášať správu medzi pozorovateľmi. Skutočný signál je vždy zmiešaný aj so šumom.

Obr. 1.1: Skutočný signál – signál+šum

V oblasti elektrotechniky a spracovania signálu rozlišujeme dva druhy signálov – analógový a digitálny signál.

## Analógový signál

Analógový signál je akýkoľvek spojitý signál, pričom môže nadobúdať teoreticky ľubovoľné hodnoty.

Analógový signál môže nadobúdať ľubovoľné hodnoty v čase a amplitúde. Reprezentuje správanie sa charakteristickej vlastnosti alebo javu v čase.

Typickým analógovým signálom je elektrický signál, alebo teplota meniaca sa v čase. Analógový signál môže byť deterministický (vieme ho presne definovať, napr. matematickým vzorcom) alebo stochastický (jeho priebeh je náhodný a nevieme ho predpovedať).

## Digitálny signál

Digitálny signál je reprezentovaný sekvenciou diskrétnych (zvyčajne preddefinovaných) hodnôt.

Digitálny signál môže mať iba konečné množstvo vzoriek v danom časovom úseku. Jednoduchý príklad ako dostať diskrétny signál je vzorkovanie spojitého (analógového) signálu. Príkladom digitálneho signálu je napríklad teplota vzduchu meraná každých 5 minút alebo nuly a jednotky používané v počítačoch.

Všetky procesy v prírode sú analógové (predstavte si napríklad graf zobrazujúci teplotu meniacu sa v čase alebo rýchlosť auta v čase).

Hlavná výhoda spracovania analógového signálu je, že sa pri tom nestráca žiadna informácia. Avšak digitálne signály sú spracovateľné oveľa jednoduchšie (napríklad hudobné CD je digitálne – a môže byť veľmi jednoducho konvertovateľné na MP3). Digitálny signál je aj menej náchylný na degradáciu šumom.

Analógový signál je zložitejší na spracovanie a namáhavejšie sa s ním pracuje (predstavte si vinylovú platňu, kvalita je síce lepšia ako CD, ale skúste si pesničku z platne dať do telefónu). Výhodou analógového signálu je však to, že sa nestráca informácia ako pri digitálnom signáli cez proces vzorkovania a kvantizácie (predstavte si tabuľku hodnôt s teplotami za jeden deň – je to iba 24 číselných hodnôt).

Obr. 1.2: Príklad analógového a digitálneho signálu