Signal

Ein Signal (latein: signalis "dazu bestimmt", signum "ein Zeichen") ist ein Zeichen mit einer bestimmten Bedeutung, die das Signal durch Verabredung oder durch Vorschrift erhält. Eine Information kann durch ein Signal transportiert werden. Dazu braucht es einen Sender und einen Empfänger (vgl. das Funksignal in der Nachrichtentechnik). Ohne technische Hilfsmittel kommt man bei der direkten menschlichen Kommunikation aus, dort können (oft nonverbale) Signale verschiedene Aufforderungen bedeuten.

Nutzsignal in der Wasserrettung: „Hier ist das Baden gefährlich“

Inhaltsverzeichnis

Allgemeines

Ein Signal enthält im allgemeinen eine Bedeutung und kann zur Übertragung einer Nachricht genutzt werden. Es ist nur dann von Nutzen, wenn der Empfänger einen definierten Sinn darin erkennt, über einen geeigneten Sensor verfügt und den Informationsgehalt entsprechend auswerten kann. Ein Gerät oder Gegenstand zur Signalerzeugung ist ein Signalgerät (Signalmittel).

Wird ein Signal zur Auswertung von Information genutzt, nennt man es Nutzsignal. Behindert es die Übertragung nützlicher Information, so heißt es Störsignal: In diesem Fall enthält es selbst keine verwertbare Information.

Signale für die Wahrnehmung durch Lebewesen

Signale für die Wahrnehmung durch den Menschen

Signale für die Wahrnehmung durch den Menschen sind so beschaffen, dass einer der Sinne des Menschen diese wahrnehmen kann, beispielsweise als Signalfarbe oder Klingelton. Sie können einen bestimmten Zweck haben, z.B. als Warnsignal oder eine Information enthalten wie z.B. über die "freie Fahrt" an einer grün leuchtenden Verkehrsampel.

Signale für die Wahrnehmung durch den Menschen können im Ursprung elektrotechnisch, chemischen oder körpersprachliche generiert sein. z. B. bei einer Geste.

Konditionierung

Auch im Umgang zwischen Mensch und Tier sind Signale üblich (vgl. Dressur), so zum Beispiel bei Hund oder Pferd. Hierbei müssen die Schritte des Signalerkennens, der Signalauswertung und einer entsprechend antrainierten Reaktion vorher geübt werden.

Sozialwissenschaften

Ein politisches Signal ist eine Handlung, von deren Vorbild- und anderer Wirkung oder deren kulturell implizierten Bedeutungen eine Beeinflussung der Akteure eines politischen Systems erwartet wird.

Biologie

In Lebewesen findet die Signalübertragung hauptsächlich durch Botenstoffe und elektrische Ladungen (Nervenzellen) statt.

Technische Signale

Die Abgrenzung von technischen und nicht-technischen Signalen ist nicht in jedem Fall vollkommen eindeutig herzustellen. Ein nicht technisches Signal aus dem Bereich Verkehrswesen ist ein Polizist, der mit Handzeichen den Verkehr regelt. Und ein technisches Signal aus dem Bereich Kommunikation ist das Signal in der Telefonleitung. Lichtsignal und Tonsignal lassen sich nach den verschiedenen Quellen eindeutig voneinander unterscheiden. Bekannte Quelle für ein Lichtsignal ist die Beleuchtung für Notausgänge (Piktogramm).

Allgemein ist ein Signal im technisch-physikalischen Zusammenhang eine Wirkung, welche von einem physikalischen Objekt ausgeht und sich mathematisch als eine Funktion beschreiben lässt (beispielsweise ein elektrischer Spannungsverlauf über der Zeit).

Verkehrswesen

Im Verkehrswesen ist das Signal ein für den Verkehrsteilnehmer an der Strecke aufgestelltes Zeichen, das Regeln für die Benutzung des Verkehrsweges definiert, also z. B. Aussagen über Befahrbarkeit und Höchstgeschwindigkeit eines bestimmten Streckenabschnitts trifft. Man unterscheidet folgende Signale:

Physik

Das Signal als Träger einer Information - z. B. die Modulation einer Trägerwelle oder eine lokal abweichende Wirkung in einem Kraftfeld.

Forscher der Universität Genf konnten 2004 erstmals experimentell nachweisen, dass die Signalgeschwindigkeit niemals größer sein kann als die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum (299 792,5 km/s). Dies gilt, obwohl die sogenannte Gruppengeschwindigkeit, d.h. die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Lichtpulse in einem Glasfaserkabel (oder einem anderen optisch dichten Medium), fast das Doppelte der Lichtgeschwindigkeit erreichen kann [1].

Nachrichtentechnik

in der Nachrichtentechnik, einem Bereich der Elektrotechnik, wird die Nachricht durch physikalische Grössen wie z. B. elektrische Spannung, Schalldruck oder Feldstärke ausgedrückt. Im 19. Jahrhundert wurde optisch telegrafiert, d.h. die Information wurde durch die Stellung von Telegrafenarmen übertragen.

Die physikalischen Erscheinungsformen von Nachrichten werden als Signale bezeichnet. Im allgemeinen sind Signale zeitabhängige Größen, ändern ihren Betrag in Abhängigkeit von der Zeit. Weiterhin sind Signale in allgemeiner Darstellung dimensionslos, haben also keine bestimmte Maßeinheit. Elektrische Signale sind eine Untergruppe, welche sich auf die Darstellung von Nachrichten in Form von elektrischen Spannungen und elektrischen Strömen reduzieren.

Beispiele für Signale in der Nachrichtentechnik sind das Zeitsignal oder in der Fernseh- und Videotechnik das Fernsehsignal.

Tontechnik

Für die Übertragung eines (elektrischen) Tonsignals im Sinne der Tontechnik hat der Lautsprecher weltweite Verbreitung gefunden. Mehrere Tonsignale lassen sich ggf. als Akkord (unterschiedliche Signale gleichzeitig) oder als Melodie (Abfolge von Signalen) wahrnehmen. Quellen für Tonsignale sind: Mikrofon mit Verstärker, Musikinstrument, Tonwiedergabegeräte (z. B. CD-Spieler, Plattenspieler etc.), Synthesizer (z. B. Soundkarte).

Messtechnik

Als Messsignal bezeichnet man eine physikalische Größe, die der zu messenden Größe eindeutig zugeordnet ist [2]. Das Messsignal ist in der Regel zeitlich veränderlich. Im Zusammenhang mit einer Messeinrichtung unterscheidet zwischen deren Eingangs- und Ausgangssignal. Das Ausgangssignal kann eine Anzeige sein oder ein vorzugsweise elektrisches Signal in Form eines Analog- oder Digitalsignals.

Beispiel: Wenn die Frequenz einer akustischen Schwingung zu messen ist, wird das Messsignal eine elektrische Wechselspannung sein.

Computer

Militär

Einweiser für Fahrzeuge bei der Operation Red Ball Express

Im Militärwesen verwendet man Signale, um freundlichen oder feindlichen Truppen Informationen zukommen zu lassen; siehe militärisches Signal, Signalmittel, Flaggensignal, Schamade.

Sicherheit

Als Notsignal oder Warnsignal werden im Gebirge oder auf See Signalraketen verwendet. Signalwesten werden in verschiedenen Berufsbereichen getragen, um Fußgänger in besonderen Situationen deutlich sichtbar zu machen: am Flughafen oder am Hafen, in Baustellen oder bei einer Panne am Fahrzeug.

Siehe auch

Quellen

  1. Nicolas Gisin et al., Physical Review Letters Vol.93, Art. 203902
  2. DIN 1319-1:1995-01, Nr. 2.6

Weblinks

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