في عالم الهندسة الكهربائية، تُعد الإشارات هي شريان الحياة للاتصالات ومعالجة المعلومات. تُعرّف الإشارة، بشكل أساسي، بأنها كمية متغيرة تحمل معلومات. يمكن أن تأخذ هذه الإشارات أشكالًا عديدة، لكن تصنيفًا واحدًا حاسمًا يعتمد على مدى الترددات التي تحتويها: إشارات النطاق التمريري.
ما هي إشارة النطاق التمريري؟
إشارة النطاق التمريري هي إشارة تحتوي بشكل أساسي على ترددات داخل نطاق محدد محدود، يُعرف باسم "عرض نطاق الإشارة". تخيل الإشارة كتركيبة موسيقية، حيث تتوافق كل نغمة مع تردد معين. ستكون إشارة النطاق التمريري مثل قطعة موسيقية بها فقط آلات تعزف داخل نطاق صوتي محدد، بينما جميع النغمات الأخرى غائبة.
تعريف إشارة النطاق التمريري رياضيًا:
يمكن التعبير عن هذا المفهوم بشكل أكثر رسمية باستخدام تحويل فورييه، وهي أداة رياضية تقوم بتحليل إشارة إلى مكوناتها الترددية. لإشارة يُمثلها X(ω)، حيث ω يمثل التردد:
إشارات النطاق التمريري المثالية مقابل الواقعية:
النطاق التمريري المثالي: من الناحية النظرية، سيكون لإشارة النطاق التمريري المثالية تحويل فورييه يساوي صفرًا تمامًا خارج نطاق التردد المحدد. وهذا يعني أن الإشارة لا تحمل أي طاقة خارج هذا النطاق.
النطاق التمريري الواقعي: من غير الممكن عمليًا تحقيق الحد الأقصى تمامًا للتردد بسبب قيود المرشحات وغيرها من تقنيات معالجة الإشارات. ستكون لإشارات النطاق التمريري في العالم الحقيقي بعض الطاقة خارج النطاق المحدد، على الرغم من أنها ستكون أضعف بكثير من الطاقة داخل النطاق.
تطبيقات إشارات النطاق التمريري:
تُعد إشارات النطاق التمريري أساسية للعديد من مجالات الهندسة الكهربائية، بما في ذلك:
في الختام، فإن فهم خصائص إشارات النطاق التمريري أمر ضروري للعمل مع مجموعة واسعة من تطبيقات الهندسة الكهربائية. من خلال فهم سلوكها الترددي الفريد، يمكننا تصميم وتحسين الأنظمة للاتصالات والتصفية ومعالجة الإشارات.
Comments