سیگنال پالس (Pulse Signal)، در ریاضیات (Mathematics)
انواع سیگنال ها (Signal) را در آموزش زیر شرح دادیم :
سیگنال پالس (Pulse Signal) :
تعریف: سیگنال پالس (pulse) به هر سیگنال گذرا (transient) گفته می شود که برای مدت زمان محدودی غیرصفر است و سپس به صفر بازمی گردد. پالس ها می توانند اشکال مختلفی داشته باشند: مستطیلی، مثلثی، گوسی، سینک، و غیره.
پالس مستطیلی: ساده ترین نوع پالس، پالس مستطیلی (rectangular pulse) است که دامنه ثابت A برای مدت T دارد. این پالس در الکترونیک دیجیتال برای نمایش بیت ها استفاده می شود.
\[ p(t) = \begin{cases} A, & 0 \le t \le T \\ 0, & \text{otherwise} \end{cases} \]انرژی پالس: انرژی یک پالس به شکل و دامنه آن بستگی دارد. برای پالس مستطیلی با دامنه A و عرض T، انرژی
\[ E = A^2 T \]است.
پهنای باند پالس: پالس ها معمولا پهنای باند وسیعی دارند. هر چه پالس باریک تر باشد (T کوچک تر)، پهنای باند آن بیشتر است. این رابطه معکوس بین پهنای زمانی و پهنای فرکانسی یک اصل کلی در پردازش سیگنال است.
کاربرد در رادار: در رادار، پالس های کوتاه رادیویی ارسال می شود و زمان برگشت آنها برای اندازه گیری فاصله استفاده می شود. پالس های کوتاه تر، دقت مسافت یابی بهتری دارند.
کاربرد در مخابرات دیجیتال: در مخابرات دیجیتال، هر نماد (symbol) با یک پالس ارسال می شود. شکل پالس (مثل raised cosine) برای کاهش تداخل بین سمبلی (ISI) طراحی می شود.
پالس گوسی: پالس گوسی پهنای باند کمتری نسبت به پالس مستطیلی دارد و در مخابرات بی سیم برای کاهش تداخل با کانال های مجاور استفاده می شود.
پالس سینک: پالس سینک (که در حالت ایده آل نامحدود است) برای ارسال داده با حداقل ISI ایده آل است، اما غیرقابل تحقق است. تقریب های آن (مثل raised cosine) استفاده می شود.
پالس در الکترونیک دیجیتال: سیگنال کلاک (clock) یک قطار پالس مستطیلی است. پالس های راه انداز (trigger pulses) برای شروع عملیات در مدارها استفاده می شوند.
پالس در پزشکی: در تحریک الکتریکی اعصاب و عضلات (مثل TENS)، از پالس های الکتریکی با عرض و دامنه مشخص استفاده می شود. پالس های اولتراسوند برای تصویربرداری پزشکی به کار می روند.
پالس نوری (optical pulse): در فیبر نوری، پالس های نوری برای ارسال داده استفاده می شوند. پهن شدن پالس به دلیل پاشندگی (dispersion) یک مشکل اساسی است.
پالس و پاسخ سیستم: پاسخ یک سیستم به پالس، اطلاعات مفیدی درباره رفتار سیستم می دهد. پاسخ پالس (pulse response) با پاسخ ضربه (impulse response) مرتبط است.
مدولاسیون پالس (Pulse Modulation): انواع مدولاسیون پالس: PAM (مدولاسیون دامنه پالس)، PWM (مدولاسیون عرض پالس)، PPM (مدولاسیون موقعیت پالس)، PCM (مدولاسیون کد پالس).
پالس در سونار: در سونار، پالس های صوتی ارسال و بازتاب آنها از اجسام زیر آب دریافت می شود.
پالس در ژئوفیزیک: در لرزه نگاری (seismology)، از پالس های ارتعاشی (vibroseis) برای کاوش زیرسطحی استفاده می شود.
جمع بندی: سیگنال پالس مفهومی گسترده است و هر سیگنال گذرا با مدت محدود را شامل می شود. کاربردهای متنوعی در رادار، مخابرات، پزشکی، و الکترونیک دارد.
