ФИЗИКА СИГНАЛА

摘要

Классический сигнал, соответствующий представлениям математического анализа о бесконечно малых величинах, имеет бесконечную информационную емкость, что противоречит самому понятию информации, конечной по определению. Реальный сигнал должен иметь некоторый ?порог? для задания конечного шага между его различимыми состояниями и ?предел? для ограничения возможного количества состояний. В работе рассматривается влияние уровня требуемой энергии, быстродействия и шума приемника на его способность различать набор состояний в сигнале. Показано, что обобщенный порог есть ограничение на спектральную плотность энергии сигнала, а предел есть ограничение на плотность энергии во времени или по пространственной координате. В микромире сигналом является градиент потенциала; ограниченность быстроты его восприятия при движении приводит в пределах порога по действию к неопределимости изменений кинетической энергии при изменении потенциала. В результате движение частиц оказывается определенным лишь в конечном числе ?опорных? точек, отстоящих на интервааы, задаваемые информационным порогом. Между опорными точками движение носит неопределенный - случайный, т.е. шумовой характер. Обсуждается пороговое уравнение для нахождения случайных отклонений параметров движения, которое должно обобщать известные уравнения Шредин-гера и Клейна-Гордона. На основе анализа пороговых и предельных плотностей энергии проведена оценка информационной пропускной способности пространства для электромагнитных сигналов.%The classical signal-appropriate to representations of the mathematical analysis about infinitesimal sizes, has infinite information capacity that contradicts the concept of the information, final by definition. The real signal should have some ?threshold? for the task of a final step between its states and ?limit? for restriction of possible quantity of the steps. In the work, influence of a level of required energy, speed and noise of the receiver on its ability to distinguish a set of states in a signal is considered. It is shown that the generalized threshold is restriction on spectral density of energy of a signal, and the limit is restriction on density of energy in time or on spatial coordinate. In a microcosm a signal is the gradient of potential; limitation of speed of its recognition at movement results, within the limits of a threshold on action, to indefinability of changes of kinetic energy at change of potential. As a result, movement of particles appears determined only in final number of base points, available on the intervals set by an information threshold. Between base points movement is of uncertain - random, i.e. noised character. The threshold equation for a presence of random deviations of parameters of movement which should generalize known Schroedinger and Klein-Gordon equations is discussed. On the basis of the analysis of threshold and limiting density of energy the estimation of information throughput of space for electromagnetic signals is carried out.