Introduction to Signals and Systems

คำนิยามของ Signals และ Systems ที่กำหนดไว้

Signal คือ ปรากฏการณ์ทางกายภาพ ซึ่งเป็นการถ่ายทอดของข้อมูล
System ตอบสนองต่อสัญญาณ และผลิตสัญญาณใหม่ การกระตุ้นของสัญญาณ(Excitation signals) จะใช้กับระบบที่มีการ input และ การสัญญาณที่ตอบสนอง(response signals) จะผลิตสัญญาณออกทาง output ของระบบ









ระบบสื่อสารเป็นตัวอย่างที่ดีของระบบ

เพราะว่า ระบบสื่อสาร มีคุณสมบัติเป็นสัญญาณข้อมูล และยังมีสัญญาณรบกวนอีกด้วย นี่คือตัวอย่างของระบบเล็ก ๆ ที่เชื่อมต่อกัน









ชนิดของสัญญาณ

เราสามาถแบ่งสัญญาณออกได้เป็น 2 ชนิด คือ สัญญาณดิจิตอล(digital signal) กับ สัญญาณอนาลอก(analog signal)

สัญญาณดิจิตอล(digital signal) เป็นสัญญาณที่ไม่ต่อเนื่อง มีลักษณะป็นกราฟสี่เหลี่ยม(Square Graph) เช่น สัญญาณที่ใช้ในคอมพิวเตอร์
สัญญาณอนาลอก(analog signal) เป็นสัญญาณที่ต่อเนื่อง มีลักษณะเป็นคลื่นไซน์(sine wave) เช่น สัญญาณเสียง สัญญาณวิทยุ สัญญาณโทรสับ

Discrete time, Continuous time, Discrete Value, Continuous Value

Discrete Time : แปลตรงตัวก็คือ การต่อเนื่องทางเวลา ถ้าดูจากรูปด้านล่าง Discrete Time ก็คือสัญญาณ ที่นำมาทอดกราฟแล้วเป็นกราฟที่ไม่ใช่ Time Domain หรือจะพูดอีกแบบหนึ่ง ก็คือ สัญญาณที่มีข้อมลเป็นช่วงเวลาไม่ต่อเนื่องกัน

Continuous Time : แปลตรงตัวก็คือ เวลาที่ต่อเนื่อง ถ้าดูจากรูปด้านล่าง Continuous Time ก็คือสัญญาณ ที่นำมาทอดกราฟแล้วเป็นกราฟกราฟที่เป็น Time Domain หรือจะพูดอีกแบบหนึ่งก็คือ สัญญาณที่มีข้อมูลเรียงกันไปไม่ขาดตอน

Discrete Value : แปลตรงตัวก็คือ การต่อเนื่องทางข้อมูล เมื่อดูจากกราฟด้านล่าง Discrete Value ก็คือ สัญญาณที่ไม่คาบเวลา มีลักษณะเป็นไปแบบไม่เหมือนกัน

Continuous Value : แปลตรงตัวก็คือ ข้อมูลที่ต่อเนื่อง เมื่อดูจากกราฟด้านล่าง Continuous Value ก็คือ สัญญาณที่มีลักษณะเป็นคาบเวลา ต่อเนื่องกันไป









Signal-To-Noise Ratio (SNR or S/N)

Signal-To-Noise Ratio หรือที่มักเรียกสั้น ๆ ว่า SNR หรือ S/N เป็นตัวที่ใช้วัดทางวิทยาศาสตร์ และวิศวกรรม ที่ใช้เปรียบเทียบระดับของสัญญาณกับเสียงรบกวน จะถูกกำหนดโดยเป็น อัตราส่วนระหว่างสัญญาณที่ใช้สื่อสารกับสัญญาณรบกวน ถ้าอัตราส่วน 1:1 แสดงว่า สัญญาณที่ใช้สื่อสารกับสัญญาณรบกวนมีความแรงเท่ากัน จะได้ SNR เท่ากับ 1 ถ้าอัตราส่วน 3:1 แสดงว่า สัญญาณที่ใช้ในการสื่อสารมีความแรงกว่าสัญญาณรบกวน 3 เท่า ซึ่งจะได้ SNR เท่ากับ 3 แต่ถ้าอัตราส่วน 1:3 แสดงว่า สัญญาณรบกวนแรงกว่าสัญญาณที่ใช้ในการสื่อสาร 3 เท่า จะได้ SNR เท่ากับ 0.33 นั่นก็หมายความว่า ยิ่งค่า SNR สูงเท่าไหร่ ก็จะยิ่งดีเท่านั้น









จากรูปด้านบนแสดง ค่าของ SNR ในค่าต่าง ๆ และลักษณะของสัญญาณ ที่มีค่า SNR ต่างกัน