37 関係: 基本周波数、のこぎり波、局部発振器、中間周波数、信号処理、ナイキスト周波数、バンドパスフィルタ、モアレ、ヘテロダイン、ピクセル、デジタル-アナログ変換回路、デジタル写真、デジタイズ、フレームレート、フーリエ級数、フィルタ回路、ベースバンド、アナログ-デジタル変換回路、アンチエイリアス、コンピュータグラフィックス、ジャギー、スポーク、ストロボ効果、サンプリング周波数、内挿、統計学、無線、音響、Ogg、Sinc関数、Vorbis、標本化、標本化定理、歪み (電子機器)、波長、混合器 (ヘテロダイン)、映像信号。
基本周波数
紐の振動運動と定常波。基本周波数と6倍音までの図 基本周波数(英: Fundamental frequency)とは、信号を正弦波の合成(例えばフーリエ級数)で表したときの最も低い周波数成分の周波数を意味する。基本波とも言う。 音楽では、発音体の出す音が複合音(いくつかの振動数からなる複音のこと)の時、そのもっとも低い音(最も低い周波数の音)を基音(Fundamental tone)と呼び、fo と表記する。例えば楽音にはもとになる音が一つあって、それに高い音がいくつか交わる。この一番低い音が基音で、もっとも高い音が上音である。 また、情報理論では、周期性のある信号の最小周期区間の繰り返し頻度を基本周波数と呼ぶ。.
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のこぎり波
のこぎり波(鋸歯状波(きょしじょうは)、sawtooth wave)は、非正弦波的な基本的波形の一種で、波形の見た目が鋸の歯のように見えることからそのように呼ばれる。 簡単に説明すれば、のこぎり波の波形は時間と共に上がっていき、急降下するということを繰り返す。もちろん、逆に徐々に下がっていって急上昇することを繰り返すのこぎり波もある。後者を「逆のこぎり波(reverse sawtooth wave、inverse sawtooth wave)」と呼ぶ。どちらの波形であってもパラメータを調整すると同じ音に聞こえる。 次の時間 t についての床関数に基づいた区分線形関数は、周期が 1 ののこぎり波の例である。 より汎用的な形式として、次の式は振幅が -1 から 1 で、周期が a ののこぎり波を表している。 こののこぎり波関数は正弦関数と同じ位相である。 のこぎり波を音として聞いてみると、猛々しくハッキリしていて、周波数成分としては基本周波数の偶数倍音と奇数倍音の両方が含まれている。全ての整数倍音を含んでいるため、減算方式のシンセサイザーで、他の音を合成するベースとして使うのに便利である。 のこぎり波は正弦波を合成することで近似することができる。のこぎり波に収束するフーリエ級数を以下に示す。 デジタルシンセサイザーの場合、この級数の k について、ナイキスト周波数(サンプリング周波数の半分)未満の倍音までを考慮すればよい。この合成は高速フーリエ変換を使って計算するのが効率的である。波形をデジタル的にではなく帯域制限のない形で y.
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局部発振器
局部発振器(きょくぶはっしんき、local oscillator)は、スーパーヘテロダイン受信機などにおいて、周波数変換のための信号を発生する発振器のことである。 元の信号が通信の相手方(リモート)で発生されているものであるのに対し、受信側(ローカル)で信号を発生させるものであることから、この名がある。.
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中間周波数
中間周波数(ちゅうかんしゅうはすう、Intermediate Frequency:IF)とは、送信機や受信機の中間段階で送信信号あるいは受信信号の周波数を変換した周波数である。.
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信号処理
信号処理(しんごうしょり、signal processing)とは、光学信号、音声信号、電磁気信号などの様々な信号を数学的に加工するための学問・技術である。 アナログ信号処理とデジタル信号処理に分けられる。 基本的には、信号から信号に変換するものであり、信号とは別の形式の情報を得るもの(例えば、カテゴリ分けや関連づけ、推論的な情報を得る認識や理解など)は含まれない。圧縮も含まれないことが多い。但し、認識や理解、圧縮の前段階としての信号の変換は信号処理と呼ばれる。そのため、信号処理はそれらの技術に対して非常に重要であるとともに関連が強い。なお、また入力と出力が同じ種類(物理量)の信号である場合(例えば入力と出力ともに同じ音圧である場合)には、フィルタリングとも呼ばれる。 信号処理の例としては、ノイズの載った信号から元の信号を推定するノイズ除去や、時間的な先の値を推定する予測、時間周波数解析などを行う直交変換、信号の特徴を得る特徴抽出、特定の周波数成分のみを得るフィルタなどがある。 高速フーリエ変換、ウェーブレット変換、畳み込み等のアルゴリズムがあり、以前はそれぞれ専用のハードウェアで処理していたが、近年ではDSPや汎用のハードウェアでソフトウェアで処理したり、FPGAによる再構成可能コンピューティングによって処理する方法が開発されつつある。 さまざまな応.
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ナイキスト周波数
ナイキスト周波数(ナイキストしゅうはすう、Nyquist frequency)とは、ある信号を標本化するとき、そのサンプリング周波数 fs の 1/2 の周波数を言う。ナイキスト周波数を超える周波数成分は標本化した際に折り返し (エイリアシングとも言う) という現象を生じ、再生時に元の信号として忠実には再現されない。ハリー・ナイキストにより1928年に予想されたこの再現限界の定理は、標本化定理と呼ばれる。.
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バンドパスフィルタ
バンドパスフィルタ(Band-pass filter: BPF)とは、フィルタ回路の一種。.
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モアレ
モアレまたはモワレ(moiré)は、干渉縞ともいい、規則正しい繰り返し模様を複数重ね合わせた時に、それらの周期のずれにより視覚的に発生する縞模様のことである。 また、規則正しい模様を、デジタル写真などのビットマップ画像にした場合も、画像の画素解像度と模様の周波数のずれが原因で同様の縞模様が発生するがこれもモアレと呼ぶ。また印刷でも網点という点の集まりに画像を変換するので同様の現象が発生する。(これらの詳細は下記参照) モアレそのものも周期を持ち、この周期は元になる模様の周期の組み合わせで決まる。物理学的にいうと、モアレとは二つの空間周波数のうなり現象といえる。様々な形態で発生するため、モアレにもいろいろなものがある。モアレを望ましからぬものとして取り除く対象にする場合もあり、逆に発生したモアレを有用なものとして利用する分野もある。.
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ヘテロダイン
ヘテロダイン(heterodyne)とは、ラジオや信号処理で、2つの振動波形を合成または掛け合わせることで新たな周波数を生成すること。信号の変調および復調、興味のある情報を扱いやすい周波数帯域に移すなどといった用途に使う。この操作は真空管やトランジスタなどの信号処理デバイスを使って実施する。2つの周波数を混合すると、三角関数の性質によって新たに2つの周波数が生じる。1つは混合する2つの周波数の和であり、もう1つはそれらの差である。通常、変調時は和の方だけ、復調時は差の方だけを必要とする。必要としない方の信号は、後続の同調回路を通過できないか、フィルタ回路によって除去される。.
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ピクセル
ピクセル(pixel)、または画素とは、コンピュータで画像を扱うときの、色情報 (色調や階調) を持つ最小単位、最小要素。しばしばピクセルと同一の言葉として使われるドットとは、後者が単なる物理的な点情報であることで区別される。例えばディスプレイにおいて320×240ピクセルの画像を100%表示すれば320×240ドットとなるが、200%表示ならば640×480ドットとなる。 ピクセルは、一般的に「写真の要素」を意味する英語の「picture element」からの造語、または「写真の細胞」を意味する英語の「picture cell」からの造語とされる。picture elementのもう一つの略語pelは、絵素(えそ)と表現する場合、画素をサブピクセルとして位置付けることもあったが、歴史的用語となりつつある。 ピクセルの拡大図の例 コンピュータでは連続的な値を扱えない為、画像を扱うにも量子化する必要がある。例えば、640×480ピクセルの画像は、横640個、縦480個の点を並べて表現されていることを示す。ディスプレイなどのデバイスにおいては、一般的なラスタディスプレイでは、ピクセルを単位として画像を表示する。.
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デジタル-アナログ変換回路
デジタル-アナログ変換回路(デジタル-アナログへんかんかいろ、D/A変換回路 digital to analog converter)は、デジタル電気信号をアナログ電気信号に変換する電子回路である。D/Aコンバーター(DAC(ダック))とも呼ばれる。 また、デジタル-アナログ変換(デジタル-アナログへんかん、D/A変換)は、デジタル信号をアナログ信号に変換することをいう。 逆はアナログ-デジタル変換回路である。集積回路化されている。.
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デジタル写真
デジタル写真(デジタルしゃしん)は、フィルムを用いた写真(銀塩写真)や、フィルムを用いず銀塩も用いない写真(非銀塩写真)とは異なり、電子機器を使って画像をデジタルデータとして記録するものである。なお、フィルムを用いた写真から電子機器を使って画像をアナログ電子信号として送信するといった機械のような例(ソ連の無人月探査機ルナ3号など)や、電子機器を使って画像をアナログデータとして記録したカメラのような例(電子スチルビデオカメラ)もあるので、特に厳密な分類でもないし厳密な記述でもない。画像をパーソナルコンピュータなどに保存し編集することができる。カメラ自体でも画像を確認できるものが多く、失敗した画像を即座に消去できる。 デジタルカメラはフィルム式カメラ以上のシェアを獲得し、ビデオ撮影や録音などの従来にはなかった機能も備えている場合もある。携帯電話などの機器にもデジタル写真機能が付属しているものがある。.
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デジタイズ
デジタイズ(digitize)は連続的な値を離散的な値に変換すること。その手法全般を含めてデジタイゼーション (digitaization)ともいう。離散値をデジタル値(digital value)といい、コンピュータを用いた手法では2値のビット(bit)を使った量子化が主流となっている。発展した情報理論を応用して、既存のオブジェクト・画像・信号(通常アナログ信号)などの情報をデジタイズすることを電子化 、またはデジタル化(digitalize)という。デジタイズの結果で得られた情報は、元の情報との対比として「デジタル表現」あるいは「デジタル形式」、画像であれば「デジタル画像」などと呼ぶ。 デジタル化された情報はビット量子化された単なる数列であるため、人間が知覚や認識ができるようにデータを画像としてディスプレイで表示させたり、文字列を割り当てて印字したり、電気信号へ変換してスピーカーから発音させたりなどの加工を行う。これをレンダリング(rendering)といい、レンダリングを行う仕組みや装置をレンダラー(renderer)という。 近年では、非デジタルの情報をデジタイズするだけでなく、情報そのものが作成された時点ですでにデジタル化されている場合が増えた。このような情報やコンテンツをボーン・デジタル (born-digital)という。書籍や出版では文章をワープロ、図版をデジタイザ (digitaizer)などで入力し、紙媒体への印刷を後から行う(デジタルファースト - digital-first、ペーパーレイター - paper-later) ことも一般化してきている。 以下ではデジタイズ、電子化の両方について述べる。.
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フレームレート
フレームレートは、動画において、単位時間あたりに処理させるフレーム数(静止画像数、コマ数)である。通常、1秒あたりの数値で表し、fps(frames per second=フレーム毎秒)という単位で表す。 映像に対するサンプリング周波数とも言え、単位にヘルツが使われる場合もある。連続しているものに対する標本化であることからストロボ効果を起こす。 走査がプログレッシブスキャンであればリフレッシュレートと同じ値になる。ただし、リフレッシュレートとは違うものである。特にアナログテレビ放送のNTSCなどインターレースの場合、フレームレートはリフレッシュレートとは一致しない。.
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フーリエ級数
フーリエ級数(フーリエきゅうすう、Fourier series)とは、複雑な周期関数や周期信号を、単純な形の周期性をもつ関数の(無限の)和によって表したものである。フーリエ級数は、フランスの数学者ジョゼフ・フーリエによって金属板の中での熱伝導に関する研究の中で導入された。 熱伝導方程式は、偏微分方程式として表される。フーリエの研究の前までには、一般的な形での熱伝導方程式の解法は知られておらず、熱源が単純な形である場合、例えば正弦波などの場合の特別な解しかえられていなかった。この特別な解は現在では固有解と呼ばれる。フーリエの発想は、複雑な形をした熱源をサイン波、コサイン波の和として考え、解を固有解の和として表すものであった。 この重ね合わせがフーリエ級数と呼ばれる。 最初の動機は熱伝導方程式を解くことであったが、数学や物理の他の問題にも同様のテクニックが使えることが分かり様々な分野に応用されている。 フーリエ級数は、電気工学、振動の解析、音響学、光学、信号処理、量子力学および経済学などの分野で用いられている。.
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フィルタ回路
フィルタ回路(フィルタかいろ)とは、入力された電気信号に帯域制限をかけたり、特定の周波数成分を取り出すための電気回路(または電子回路)、つまりフィルタの役割をする電気回路のことを言う。濾波器(ろはき)ともいう。.
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ベースバンド
ベースバンド(baseband)は、伝送工学において、情報そのものを含む信号の帯域である。搬送波を利用する、各種の無線方式をはじめとする電気通信が一般化した現在では、そのような帯域の電気信号そのものも指す。 アナログの電気通信または媒体への記録においては、物理現象が最初に電気信号に変換されたときの電気信号の帯域、または変調を経た後、復調されて再び元の物理現象に変換される前の最後の電気信号の帯域である。 ディジタルの電気通信または媒体への記録(伝送路符号化を参照)においては、アナログ信号がディジタル信号に変換されたときの電気信号の帯域、または変調を経た後、復調されて再びアナログ信号に変換される前の最後のデジタル信号の帯域である。 変復調をするシステムでは、アナログ・ディジタルいずれの場合においても、変調前の信号および復調後の信号をベースバンド信号と言い、ベースバンド信号を扱う回路をベースバンド回路と言う。他にも、ベースバンド部(BB部)、ベースバンドモジュール(BBモジュール)、ベースバンドユニット(BBユニット)、ベースバンドIC(BBIC)、ベースバンド担当(ベースバンド部を担当する設計者)という風にも使われる。無線機ではRFの対義語として使われることもある。 古典的な(19世紀の)電話などのように、ベースバンドの信号をそのまま伝送する方式をベースバンド伝送という。.
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アナログ-デジタル変換回路
アナログ-デジタル変換回路(アナログ-デジタルへんかんかいろ、A/D変換回路)は、アナログ電気信号をデジタル電気信号に変換する電子回路である。A/Dコンバーター(ADC(エーディーシー)、)とも言う。 また、アナログ-デジタル変換(アナログ-デジタルへんかん、A/D変換)は、アナログ信号をデジタル信号に変換することをいう。 逆はデジタル-アナログ変換回路である。 変調方式の一種として見た場合は、A/D変換はパルス符号変調である。A/D変換のような操作をデジタイズということがある。 基本的なA/D変換の操作は、まずサンプリング周波数で入力を標本化し、それを量子化することでおこなう。標本化にともなう折り返し雑音は、重要な問題である。また、量子化にともなう量子化誤差による量子化雑音もある。.
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アンチエイリアス
アンチエイリアス (anti-aliasing) は、サンプリングやダウンサンプリングでエイリアシングが起きないようにするための処理。画像に対して行なうと、ジャギー(ピクセルのギザギザ)が目立たなくなる。.
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コンピュータグラフィックス
ンピュータグラフィックス(computer graphics、略称: CG)とは、コンピュータを用いて作成される画像である。日本では、和製英語の「コンピュータグラフィック」も使われる。.
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ジャギー
ャギー (Jaggy, Jaggies)は、ビットマップ画像(ラスターイメージ)やビットマップフォントなどの輪郭に見られる、階段状のギザギザのこと。折り返し雑音の一種。 ビットマップ画像の解像度に依存し、解像度が低いほどギザギザが大きく目立つようになる。ジャギーはビットマップ画像の持つ特徴であり、ジャギーが存在しないビットマップ画像はない。ジャギーを軽減させる方法は、画像をウェブサイトや印刷などの用途に合わせて適切な解像度を設定する、アンチエイリアスを設定するなどがある。しかし、アンチエイリアス処理を施した画像は、輪郭がぼやけるため、必ずしも綺麗な画像になるとは限らない。また、低解像度画像のジャギーはドット絵などに見られる独特の雰囲気が出る場合がある。 なお、図形情報であるベクターイメージにはジャギーは存在しない。ただし、それを出力する際の出力先がドットを基本とするメディア(一般的に市販されているディスプレイやプリンタなど)の場合、出力時に解像度に対応したラスタライズという工程によりビットマップ化されるため、「出力される画像」にはジャギーが存在する場合がある。.
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スポーク
自転車用のワイヤースポークホイール(中心から放射状に伸びる線状部品がスポーク) 鉄道車両の例。水掻き状のリブのついたスポーク動輪が特徴。(国鉄C55形蒸気機関車) スポーク(spoke)とは、輻(や)のこと。車輪を構成する部材のひとつ。.
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ストロボ効果
トロボ効果(ストロボこうか、英: Stroboscopic effect、ストロボ現象)または時間折り返し雑音(じかんおりかえしざつおん、英: Temporal aliasing )とは、視覚現象の一種。ビデオや映画で馬車の車輪のスポークや飛行機のプロペラが逆方向に回転して見える現象もその一種で、これを特に(Wagon-wheel effect)という。 ストロボ効果は折り返し雑音の一種であり、連続的な動きが一連の短い/瞬間的な標本列で表されるときに発生する。動く物体を連続ではない一連の標本で表したとき、その動きが回転や何らかの周期的動きで、かつその繰り返しの周波数とサンプリング周波数が近いときに現れる。.
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サンプリング周波数
ンプリング周波数(サンプリングしゅうはすう)は、音声等のアナログ波形を、デジタルデータにするために必要な処理である標本化(サンプリング)で、単位時間あたりに標本を採る頻度。単位はHzが一般に使われるが、sps (sample per second) を使うこともある。 サンプリングレート、サンプルレートとも呼ばれる。.
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内挿
内挿(ないそう、、補間とも言う)とは、ある既知の数値データ列を基にして、そのデータ列の各区間の範囲内を埋める数値を求めること、またはそのような関数を与えること。またその手法を内挿法(補間法)という。内挿するためには、各区間の範囲内で成り立つと期待される関数と境界での振舞い(境界条件)を決めることが必要である。 最も一般的で容易に適用できるものは、一次関数(直線)による内挿(直線内挿)である。ゼロ次関数(ステップ関数)によってデータ列を埋めること(0次補間)を内挿と呼ぶことはあまりないが、内挿の一種である。 内挿と外挿(補外)とのアルゴリズムの類似性から、それぞれ内挿補間、外挿補間と誤って呼称されることがある。本来、補間と内挿は同義であり、内挿補間と重ねて呼ぶ必要はない。.
統計学
統計学(とうけいがく、statistics、Statistik)とは、統計に関する研究を行う学問である。 統計学は、経験的に得られたバラツキのあるデータから、応用数学の手法を用いて数値上の性質や規則性あるいは不規則性を見いだす。統計的手法は、実験計画、データの要約や解釈を行う上での根拠を提供する学問であり、幅広い分野で応用されている。 現在では、医学(疫学、EBM)、薬学、経済学、社会学、心理学、言語学など、自然科学・社会科学・人文科学の実証分析を伴う分野について、必須の学問となっている。また、統計学は哲学の一分科である科学哲学においても重要な一つのトピックになっている。.
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無線
無線(むせん、wireless)とは、線を使わない方法・方式のこと。 接頭辞などとして被修飾語に附加され、複合語を構成する。そのうち特に「無線電気通信」(あるいは「無線通信」)は頻繁に短縮され単に「無線」と呼ばれるので、結果として「無線」は無線電気通信を指していることが多い。.
音響
音響(おんきょう).
Ogg
Ogg(オッグ、オグ)は、パテントフリーのマルチメディアコンテナフォーマットである。主にOggファイル、Oggコンテナなどと呼ばれている。.
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Sinc関数
正規化sinc(青) と非正規化sinc(赤)。−6π ≤ ''x'' ≤ 6π sinc 関数(ジンクかんすう、シンクかんすう)は、正弦関数をその変数で割って得られる初等関数である。sinc(x), Sinc(x), sinc x などで表される。.
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Vorbis
Vorbis(ヴォルビス、ヴォービス)は、Xiph.orgが開発したフリーの音声ファイルフォーマット。.
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標本化
標本化(ひょうほんか)または英語でサンプリング(sampling)とは、連続信号を一定の間隔をおいて測定することにより、離散信号として収集することである。アナログ信号をデジタルデータとして扱う(デジタイズ)場合には、標本化と量子化が必要になる。標本化によって得られたそれぞれの値を標本値という。 連続信号に周期 T のインパルス列を掛けることにより、標本値の列を得ることができる。 この場合において、周期の逆数 1/T をサンプリング周波数(標本化周波数)といい、一般に fs で表す。 周波数帯域幅が fs 未満に制限された信号は、fs の2倍以上の標本化周波数で標本化すれば、それで得られた標本値の列から元の信号が一意に復元ができる。これを標本化定理という。 数学的には、標本化されたデータは元信号の連続関数 f(t) とくし型関数 comb(fs t)の積になる(fs はサンプリング周波数)。 これをフーリエ変換すると、スペクトルは元信号のスペクトル F(ω) が周期 fs で繰り返したものになる。 このとき、間隔 fs が F(ω) の帯域幅より小さいと、ある山と隣りの山が重なり合い、スペクトルに誤差を生ずることになる(折り返し雑音)。.
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標本化定理
標本化定理(ひょうほんかていり、sampling theorem: サンプリング定理とも)はアナログ信号をデジタル信号へと変換する際に、どの程度の間隔で標本化(サンプリング)すればよいかを定量的に示す定理。情報理論の分野において非常に重要な定理の一つである。 標本化定理は1928年にハリー・ナイキストによって予想され、1949年にクロード・E・シャノンと日本の染谷勲によってそれぞれ独立に証明された。そのためナイキスト定理、ナイキスト・シャノンの定理、シャノン・染谷の定理とも呼ばれる。.
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歪み (電子機器)
歪み(ひずみ、distortion)とは電気回路、伝送路における、系の非線形な応答により入出力の波形が相似形にならない現象。主に、増幅回路を含む系での性能指標として使用され、電気音響工学、通信工学、無線工学など、アナログ信号を扱う分野で広く性能指標に使用される。.
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波長
波長(はちょう、Wellenlänge、wavelength)とは、空間を伝わる波(波動)の持つ周期的な長さのこと。空間は3次元と限る必要はない。 正弦波を考えると(つまり波形が時間や、空間の位置によって変わらない状態)、波長λには、 の関係がある。 \begin k \end は波数、 \begin \omega \end は角振動数、 \begin v \end は波の位相速度、 \begin f \end は振動数(周波数)である。波数 \begin k \end は k.
混合器 (ヘテロダイン)
混合器(こんごうき).
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映像信号
映像信号(えいぞうしんごう)は、映像を電気信号化したものである。.
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