Signalumwandlung

Signalumwandlung bezeichnet den Prozess der Umwandlung eines Signals von einer Form in eine andere, um Informationen nutzbar zu machen oder zu übertragen. Der Begriff wird in verschiedenen Fachgebieten verwendet, insbesondere in der Elektronik, der Telekommunikation, der Messtechnik und der Sensorik. In der Elektronik umfasst Signalumwandlung die Umwandlung analoger Signale in digitale Form durch Analoge-Digital-Wandler (ADCs) und die Rückwandlung digitaler Signale in analoge Signale durch Digital-Analog-Wandler (DACs), sowie Frequenz- oder Phasenumwandlungen mittels Mischer, Modulatoren und Demodulatoren. Optoelektronische und akusto-optische Umwandlungen wandeln Signale zwischen elektromagnetischen Trägern und anderen Medien.

In der Messtechnik dient Signalumwandlung dazu, Sensorsignale in geeignete Formate zu übertragen, etwa durch Wandler und Verstärker, um Dynamik und Rauschpegel zu kontrollieren. In der Telekommunikation ermöglicht sie die Anpassung von Signalen an Übertragungskanäle, etwa durch Modulation, Demodulation, Frequenzkonversion oder Digitalisierung, um Daten zu übertragen oder zu speichern.

Herausforderungen der Signalumwandlung sind Verzerrung, Rauschen, Nichtlinearität, Impedanzanpassung, Dynamikbereich und Energieeffizienz. Eine gute Umsetzung erfordert lineare Verstärkung, geeignete Filterung und präzise Kalibrierung.

Der Begriff wird oft synonym mit Transduktion oder Umsetzung verwendet; in der Biologie bezieht sich ein ähnlicher Prozess auf Signale, die von Zellen erkannt und in eine Reaktion überführt werden.