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Scritto in data:  Aprile 20, 2020

“Al mio segnale scatenate l’inferno!” – Cos’è un segnale elettrico

Scopriamo insieme cos’è un segnale elettrico, elemento fondamentale per le comunicazioni. A cosa serve? Vediamolo in questo primo approfondimento.



La maggior parte di voi si ricorderà sicuramente la famosissima scena de “Il Gladiatore“. Film prodotto nel 2000 e diretto da Ridley Scott in cui il generale Massimo Decimo Meridio, preparando l’attacco contro i Marcomanni, esorta l’esercito romano a scatenarsi dopo aver ricevuto il suo segnale. Riconoscere un segnale è qualcosa che noi umani diamo per scontato, ma per una macchina la faccenda si fa più complicata.


Le informazioni possono essere codificate in vari modi

La comunicazione di qualsiasi tipo si può suddividere in tre elementi: c’è un mittente, un destinatario e un mezzo comprensibile da entrambe le parti. Il mezzo comunicativo più utilizzato dall’uomo attualmente è la lingua. E’ un potente strumento con cui dover familliarizzare fin da bambini e ci permette in modo più che soddisfacente di esprimerci con gli altri. Già osservando questo strumento possiamo notare come non esista un unico modo per codificare le informazioni: le varie lingue ne sono una dimostrazione pratica. Lo stesso discorso può valere per le comunicazioni elettriche.

Ti faccio un esempio: la tua voce è l’interazione tra il tuo apparato respiratorio e le tue corde vocali che a seconda della loro apertura e delle loro rispettive vibrazioni producono vari suoni a cui noi attribuiamo un certo valore. L’unione di questi suoni produce le parole, che a loro volta devono avere un significato comune per mittente e destinatario. Ci sono delle regole che stabiliscono in che modo queste parole possono unirsi tra di loro, a seconda del significato che si vuole attribuire ad esse. Questo insieme di suoni, parole e regole costituiscono i pilastri fondamentali di una lingua. Non funziona molto diversamente a livello elettronico.


Come è fatto un segnale elettrico?

Invece della variazione di pressione dell’aria (quella che riusciamo a distinguere attraverso i suoni con le nostre orecchie), nell’elettronica si utilizza la variazione di tensione o corrente per trasmettere un informazione. Ecco cos’è un segnale elettrico.

Questa variazione solitamente può essere rappresentata attraverso un grafico. Puoi provarci tracciando una linea orizzontale. Questa rappresenterà il tempo . Ora traccia una linea verticale che si interseca con il tempo, in cui ogni porzione di essa rappresenterà invece un valore di tensione. Lo step successivo è trovare uno strumento in grado di trasformare un segnale non elettrico, come potrebbe essere ad esempio quello della voce in uno elettrico. Potrebbe sembrarti strano, ma i microfoni attuali fanno esattamente questo: riconoscono la variazione di pressione dell’aria per poi trasformarla in variazione di tensione all’interno del loro circuito elettrico. Questi particolari oggetti che trasformano alcuni segnali di una certa tipologia in un’altra si chiamano trasduttori. A questo punto in ogni instante in cui stai parlando disegna sul grafico che hai in mano i valori di tensione che leggi dal tuo microfono. Non occorre che tu lo faccia davvero, otterrai qualcosa del genere:

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Sei riuscito a trasformare la tua voce in elettricità visualizzandola tramite un grafico. L’obiettivo principale è quello di non perdere informazione e allo stesso tempo avere uno strumento in grado di manipolarla o trasmetterla in modo più efficiente o più veloce. Alcune volte questo procedimento viene fatto per aumentare le distanze attraverso cui l’informazione può propagarsi. Come nel famosissimo “Gioco del telefono” c’è però il rischio che qualcosa vada perso e se questa operazione viene fatta troppe volte in cascata, si potrebbe perdere l’informazione originale.


Un segnale elettrico può essere elaborato

Tornando all’esempio del microfono: non possiamo dirci totalmente soddisfatti. Abbiamo trasformato la nostra voce in tensione elettrica. Adesso possiamo farla viaggiare attraverso un circuito anche per distanze considerevoli con un cavo, ma vogliamo sentirla nuovamente e questa volta anche più forte di prima.

Abbiamo bisogno di uno strumento che amplifichi il segnale elettrico. Attraverso quell’esatta variazione di tensione deve produrre una variazione di pressione dell’aria equivalente che corrisponde al suono che abbiamo emesso in precedenza, ma molto più forte di prima. Banalmente stiamo cercando un amplificatore, come quelli comunemente usati per le chitarre elettriche. Hai appena applicato una funzione di trasferimento. Non entrando in tecnicismi hai scoperto come sia possibile trasformare la voce in elettricità per poi invertire il risultato elaborandolo a seconda delle esigenze.

Questo tipo di segnale è chiamato analogico: c’è una forte analogia tra il segnale originale e quello “registrato” elettricamente. Potremmo dire che anche se le misure fisiche in gioco sono diverse tra di loro, l’andamento è simile. Inoltre i valori di tensione sono continui. Ma questo concetto lo approfondiremo in seguito insieme ai segnali digitali e alla codifica binaria.

Questo è il primo passo per iniziare a comprendere come funziona la scatola magica di cui ho parlato in questo post. Se ti è piaciuto l’articolo fammelo sapere condividendolo con i tuoi amici. Puoi contattarmi su Facebook o Instagram per qualsiasi domanda o feedback, trovi i link in fondo alla pagina. Entra nel canale Telegram per rimanere aggiornato sull’uscità degli articoli futuri. Ci leggiamo alla prossima!

📝Autore

Gallottino

Giovane studente di ingegneria informatica. Appassionato di tecnologia e giochi. Collezionista di progetti iniziati e mai finiti. Adora dormire con la scusa di essere un instancabile sognatore.

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