Signaalivirtaukseen

Signaalivirtaukseen on käsite, joka kuvaa signaalin kulun ja riippuvuudet järjestelmässä. Se kattaa sekä sähköiset että digitaalisen signaalin käsittelyyn liittyvät ilmiöt, ja sitä käytetään erityisesti signaalinkäsittelyn, elektroniikan ja automaation kontekstissa. Tavoitteena on ymmärtää, miten eri osat vaikuttavat toisiinsa ja miten signaali muuttuu järjestelmän läpi.

Kuvaaminen tapahtuu yleisimmin lohko- ja signaalivirta -kaavioiden avulla. Lohkot voivat edustaa esimerkiksi vahvistimia, suodattimia, summereita, muuntimia ja mittauslaitteita; yhteydet kuvaavat signaalin siirtymää ja muutosvaikutuksia. Kaavioissa signaali voi kulkea sekä jatkuva-aikaisessa että diskreetti-aikaisessa muodossa, mikä mahdollistaa sekä oikea-aikaisen simuloinnin että teoreettisen analyysin.

Analyysi perustuu usein lineaarisiin malleihin, kuten siirtofunktioihin ja tilasarjoihin. Signaalivirta-kaavioissa voidaan soveltaa Masonin kaavaa määräämään kokonaisvahvistus tai -siirtokertoimet, jolloin voidaan laskea mitä tahansa silmukan vaikutukset ja kokonaisvaste. Lisäksi voidaan tarkastella vasteita, kuten impulsi- ja taajuusvasteita, sekä signaalien taustalla olevia riippuvuuksia.

Käyttökohteita ovat esimerkiksi säätö- ja ohjausjärjestelmät, äänentoisto ja suodatus, tietoliikennejärjestelmät sekä digitaalisen signaalin prosessointi. Signaalivirtaukseen liittyvän analyysin avulla voidaan suunnitella ja optimoida järjestelmän ominaisuuksia, kuten stabiliteettia, kaistanleveyttä ja häiriönsietoa.