Os sinais são quantidades mensuráveis em um sistema físico que são produzidas dentro do sistema. Estes podem ser representados na forma de gráficos obtidos digitalmente.
A classificação dos sinais pode ser feita sob várias lentes. Isso poderia ser feito em termos de continuidade (Contínuo x discreto), periodicidade (Periódico x Aperiódico), probabilidade (Determinístico x aleatório), estacionariedade (estacionário x não estacionário) etc.
Um sinal também pode ser tratado como uma observação ou registro de uma ocorrência. A estacionariedade é uma forma de descrever as características do processo de geração do sinal, o que nos dá ainda duas categorias.
Sinais estacionários vs. não estacionários
A diferença entre sinais estacionários e não estacionários é que as propriedades de um sinal de processo estacionário não mudam com o tempo, enquanto um sinal não estacionário é um processo inconsistente com o tempo.
A fala pode ser considerada uma forma de sinais não estacionários. Outras formas sintéticas de sinais são triangulares, de onda, etc. Diferentes abordagens foram criadas e são usadas para entender os sinais de voz.
Tabela de comparação entre sinais estacionários e não estacionários (na forma tabular)
| Parâmetro de Comparação | Sinais Estacionários | Não Estacionário |
|---|---|---|
| Tempo | O período de tempo para o sinal estacionário permanece constante o tempo todo. | O período de tempo para um sinal não estacionário varia com o tempo e não é constante. |
| Frequência | A frequência de um sinal estacionário permanece constante ao longo do processo | A frequência de uma onda não estacionária muda constantemente durante o processo. |
| Conteúdo Espectral | O conteúdo espectral para sinais estacionários são constantes | Os conteúdos espectrais são dinâmicos e mudam continuamente no caso do sinal não estacionário. |
| Equação de Fourier | A transformada de Fourier é boa para representar sinais estacionários | A transformada de Fourier não é boa para representar sinais não estacionários. |
| Exemplos | Frequência constante de onda senoidal de tom único, onda senoidal multitom de frequência constante | Sinais de fala, onda senoidal multitom de frequência variada |
O que são sinais estacionários?
Um sinal estacionário é uma onda de sinal gerada mantendo o período de tempo e o valor do conteúdo espectral constantes. Um sinal estacionário pode ser gerado como uma onda senoidal por meio de um software ou gerador de função.
A característica desse sinal é que a frequência permanece constante durante todo o tempo.
A estacionariedade explica basicamente o comportamento de uma onda de sinal em termos de sua relação de freqüência e tempo. Aqui, se a frequência da onda senoidal for alterada, uma onda completamente nova é concebida, portanto, ela não permanecerá mais estacionária.
No entanto, a estacionariedade também pode ser mantida em ondas senoidais multitons, se a frequência permanecer constante. Ambas as ondas senoidais de frequência constante, singleton e multitom, são, portanto, exemplos de sinais estacionários. Ambos podem ser representados por meio de duas equações diferentes.
É importante observar que, embora haja um número variado de componentes de frequência em uma onda senoidal de vários tons. O sinal é estacionário se a frequência dos referidos componentes não mudar com o tempo.
Outros exemplos de sinais estacionários são;
O que são sinais não estacionários?
Em termos simples, um sinal não estacionário é um sinal em uma circunstância em que as suposições fundamentais que definem um sinal estacionário não são mais válidas. Isso significa que um sinal não estacionário é o tipo de sinal em que o período de tempo e a frequência não são constantes, mas variáveis.
A representação da onda senoidal de uma equação não estacionária está, portanto, mudando constantemente. Os conteúdos espectrais de tais sinais também não são constantes. Portanto, a característica das ondas não estacionárias é a frequência, que muda constantemente entre os intervalos.
Os sinais de fala são sinais naturais não estacionários por natureza, no entanto, são muito mais complexos e ligeiramente diferentes das ondas senoidais multitons não estacionárias.
Em primeiro lugar, no caso de sinais de voz, pode haver vários componentes de frequência, dentro de um determinado intervalo de tempo.
Em segundo lugar, o próprio intervalo pode ser extremamente curto, inferior a 10-30 mseg, em comparação com 250 mseg.
Portanto, no caso de um sinal de voz, haveria vários conjuntos de conteúdos de frequência e esses conteúdos provavelmente mudariam dinamicamente em relação ao tempo.
Portanto, os parâmetros estatísticos são variáveis no caso de sinais não estacionários.
Principais diferenças entre sinais estacionários e não estacionários
Conclusão
O sistema de sinais pode ser categorizado em termos de vários critérios. A estacionariedade explica o comportamento de uma onda de sinal em termos da função de período de tempo. A principal diferença entre um sinal estacionário e um sinal não estacionário pode ser vista em termos da equação de onda senoidal. O sinal estacionário teria o período de tempo, frequência e constante de conteúdo espectral, enquanto nos sinais não estacionários todas essas suposições fundamentais não são válidas.
As duas categorias de sistemas de sinalização foram concebidas pela análise de Fourier, no entanto, notou-se que o método tem seu próprio conjunto de limitações e a compreensão do processamento de sinais não estacionários requer ferramentas mais específicas.
