Las señales son cantidades medibles en un sistema físico que se producen dentro del sistema. Estos se pueden representar en forma de gráficos obtenidos digitalmente.
La clasificación de las señales se puede hacer bajo varios lentes. Se puede hacer en términos de continuidad (continua o discreta), periodicidad (periódica o aperiódica), probabilidad (determinista o aleatoria), estacionariedad (estacionaria o no estacionaria), etc.
Puntos clave
- Las señales estacionarias tienen propiedades estadísticas que no cambian con el tiempo, mientras que las propiedades de las señales no estacionarias sí cambian.
- Las señales estacionarias son más predecibles y fáciles de analizar, mientras que las señales no estacionarias requieren métodos de análisis avanzados.
- Las señales estacionarias son adecuadas para sistemas lineales invariantes en el tiempo, mientras que las señales no estacionarias son más comunes en aplicaciones del mundo real.
Señales estacionarias vs no estacionarias
La diferencia entre señales estacionarias y no estacionarias es que las propiedades de una señal de proceso estática no cambian con el tiempo. Por el contrario, una señal no estacionaria es un proceso inconsistente con el tiempo.
El habla se puede considerar como una forma de señal no estacionaria. Otras formas sintéticas de signos son triangulares, onduladas, etc.
Tabla de comparación
| Parámetro de comparación | Señales estacionarias | no estacionario |
|---|---|---|
| Horario | El período de la señal estática permanece constante en todo momento. | El período de una señal no estacionaria varía con el tiempo y no es constante. |
| Frecuencia | La frecuencia de una señal estacionaria permanece constante durante todo el proceso. | La frecuencia de una onda no estacionaria cambia constantemente durante el proceso. |
| Contenidos espectrales | El contenido espectral de las señales estacionarias es constante | Los rangos espectrales son dinámicos y siguen cambiando en caso de llamadas no estacionarias. |
| Ecuación de Fourier | La transformada de Fourier es buena para representar señales estacionarias | La transformada de Fourier no es buena para representar señales no estacionarias. |
| Ejemplos | Frecuencia constante de onda sinusoidal de un solo tono, onda sinusoidal multitono de frecuencia constante | Señales de voz, onda sinusoidal multitono de frecuencia variada |
¿Qué son las señales estacionarias?
Una señal estacionaria es una onda generada manteniendo constante el período y el valor del contenido espectral. Se puede generar una señal fija a través de un software o un generador de funciones como una onda sinusoidal.
La estacionariedad explica el comportamiento de una onda de señal en términos de su relación de frecuencia y tiempo. Aquí, si se cambia la frecuencia de la onda sinusoidal, se crea una onda completamente nueva; por lo tanto, ya no permanecerá estacionario.
Tanto las ondas sinusoidales de frecuencia constante monotono como multitono son, por lo tanto, ejemplos de señales estacionarias. Ambos pueden ser representados a través de dos diferentes ecuaciones.
Otros ejemplos de señales estacionarias son;
- Ruido blanco– En el caso de ruido blanco, cualquier valor de señal es igualmente probable que cualquier otro valor de señal en puntos de referencia espaciados.
- Temperatura– se puede considerar un single estacionario por un corto tiempo.
¿Qué son las señales no estacionarias?
Una señal no estacionaria es cuando los supuestos fundamentales que definen una llamada estacionaria ya no son válidos.
Por lo tanto, la representación de onda sinusoidal de una ecuación no estacionaria cambia constantemente. Los contenidos espectrales de dichas señales tampoco son constantes.
En primer lugar, las señales de voz pueden tener múltiples componentes de frecuencia dentro de un intervalo de tiempo determinado.
En segundo lugar, el intervalo en sí puede ser extremadamente corto, inferior a 10-30 ms en comparación con 250 ms.
Por lo tanto, en una señal de voz, habría múltiples conjuntos de contenidos de frecuencia, que es probable que cambien dinámicamente en relación con el tiempo.
Principales diferencias entre señales estacionarias y no estacionarias
- La transformada de Fourier da buenos resultados para señales estacionarias, mientras que no es una buena representación para señales no estacionarias.
- Ejemplos de señales estacionarias incluyen ruido blanco, señales simplestono onda sinusoidal con frecuencia constante y onda sinusoidal multitono con frecuencia constante. Por el contrario, los ejemplos de señales no estacionarias incluyen señales de voz y ondas sinusoidales multitono con frecuencias variadas.
- https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0888327004001517
- https://royalsocietypublishing.org/doi/abs/10.1098/rspa.2006.1761
Última actualización: 11 de junio de 2023
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Piyush Yadav ha pasado los últimos 25 años trabajando como físico en la comunidad local. Es un físico apasionado por hacer que la ciencia sea más accesible para nuestros lectores. Tiene una licenciatura en Ciencias Naturales y un Diploma de Postgrado en Ciencias Ambientales. Puedes leer más sobre él en su página de biografía.
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