Sinyaller, sistem içinde üretilen fiziksel bir sistemdeki ölçülebilir miktarlardır. Bunlar dijital olarak elde edilen grafikler şeklinde gösterilebilir.
Sinyallerin sınıflandırılması çeşitli mercekler altında yapılabilmektedir. Süreklilik (Sürekli vs ayrık), periyodiklik (Periyodik - Periyodik), olasılık (Deterministik - rastgele), durağanlık (durağan ve durağan olmayan) vb.
Bir sinyal aynı zamanda bir gözlem veya bir olayın kaydı olarak da ele alınabilir. Durağanlık, bize iki kategori veren sinyal üretme sürecinin özelliklerini tanımlamanın bir yoludur.
Durağan ve Durağan Olmayan Sinyaller
Durağan ve durağan olmayan sinyaller arasındaki fark, durağan bir işlem sinyalinin özelliklerinin zamanla değişmemesi, Durağan olmayan bir sinyalin ise zamanla tutarsız olmasıdır.
Konuşma, durağan olmayan sinyallerin bir biçimi olarak düşünülebilir. Sinyallerin diğer sentetik biçimleri üçgen, dalga vb.'dir. Konuşma sinyallerini anlamak için farklı yaklaşımlar geliştirilmiş ve kullanılmıştır.
Durağan ve Durağan Olmayan Sinyaller Arasındaki Karşılaştırma Tablosu (Tablo Şeklinde)
| Karşılaştırma Parametresi | Sabit Sinyaller | Durağan Olmayan |
|---|---|---|
| Zaman | Sabit sinyalin zaman periyodu her zaman sabit kalır. | Durağan olmayan bir sinyalin zaman periyodu zamana göre değişir ve sabit değildir. |
| Sıklık | Durağan bir sinyalin frekansı süreç boyunca sabit kalır | Durağan olmayan bir dalganın frekansı işlem sırasında sürekli değişir. |
| Spektral İçerikler | Sabit sinyaller için spektral içerik sabittir | Spektral içerikler dinamiktir ve durağan olmayan sinyal durumunda değişmeye devam eder. |
| Fourier Denklemi | Fourier dönüşümü, durağan sinyalleri temsil etmede iyidir | Fourier dönüşümü durağan olmayan sinyalleri temsil etmede iyi değildir. |
| Örnekler | Tek tonlu sinüs dalgası sabit frekansı, Çok tonlu sabit frekanslı sinüs dalgası | Konuşma sinyalleri, çeşitli frekanslarda çok tonlu sinüs dalgası |
Sabit Sinyaller nedir?
Durağan bir sinyal, zaman periyodu ve spektral içerik değeri sabit tutularak üretilen bir sinyal dalgasıdır. Sabit bir sinyal, bir yazılım veya fonksiyon oluşturucu aracılığıyla sinüs dalgası olarak oluşturulabilir.
Böyle bir sinyalin karakteristik özelliği, frekansın baştan sona sabit kalmasıdır.
Durağanlık temel olarak bir sinyal dalgasının davranışını frekans ve zaman ilişkisi cinsinden açıklar. Burada sinüs dalgasının frekansı değiştirilirse, tamamen yeni bir dalga tasarlanır, dolayısıyla artık sabit kalmaz.
Bununla birlikte, frekans sabit kalırsa, çok tonlu sinüs dalgalarında da durağanlık korunabilir. Hem tek tonlu hem de çok tonlu sabit frekanslı sinüs dalgaları bu nedenle durağan sinyallere örnektir. Her ikisi de iki farklı denklemle temsil edilebilir.
Çok tonlu bir sinüs dalgasında farklı sayıda frekans bileşeni olmasına rağmen dikkat edilmesi önemlidir. Söz konusu bileşenlerin frekansı zamanla değişmiyorsa sinyal durağandır.
Durağan Sinyallerin diğer örnekleri;
Durağan Olmayan Sinyaller Nelerdir?
Basit bir ifadeyle, durağan olmayan bir sinyal, durağan bir sinyali tanımlayan temel varsayımların artık geçerli olmadığı bir durumdaki bir sinyaldir. Bu, durağan olmayan bir sinyalin, zaman periyodunun, frekansın sabit değil değişken olduğu bir sinyal türü olduğu anlamına gelir.
Durağan olmayan bir denklemin sinüs dalgası gösterimi bu nedenle sürekli değişmektedir. Bu tür sinyallerin spektral içerikleri de sabit değildir. Bu nedenle durağan olmayan dalgaların karakteristik özelliği, aralıklar arasında sürekli değişen frekanstır.
Konuşma sinyalleri, doğası gereği durağan olmayan doğal sinyallerdir, ancak bunlar çok daha karmaşıktır ve durağan olmayan çok tonlu sinüs dalgalarından biraz farklıdır.
İlk olarak, konuşma sinyalleri durumunda, belirli bir zaman aralığı içinde birden çok frekans bileşeni olabilir.
İkinci olarak, aralığın kendisi 250 msn ile karşılaştırıldığında 10-30 msn'den çok daha kısa olabilir.
Bu nedenle, bir konuşma sinyali durumunda, birden çok frekans içeriği seti olacaktır ve bu içeriklerin zamana göre dinamik olarak değişmesi muhtemeldir.
Bu nedenle, durağan olmayan sinyaller durumunda istatistiksel parametreler değişkendir.
Durağan ve Durağan Olmayan Sinyaller Arasındaki Temel Farklar
Çözüm
Sinyal sistemi çeşitli kriterler açısından kategorize edilebilir. Durağanlık, bir sinyal dalgasının davranışını zaman periyodu fonksiyonu cinsinden açıklar. Durağan bir sinyal ile durağan olmayan bir sinyal arasındaki birincil fark, sinüs dalgası denklemi açısından görülebilir. Durağan sinyal, zaman periyodu, frekans ve spektral içerik sabitine sahip olurken, durağan olmayan sinyallerde tüm bu temel varsayımlar geçerli değildir.
İki sinyalizasyon sistemi kategorisi Fourier analizi ile geliştirilmiştir, ancak yöntemin kendi sınırlamaları olduğu ve durağan olmayan sinyallerin işlenmesini anlamanın daha özel araçlar gerektirdiği fark edilmiştir.
