定常信号と非定常信号: 違いと比較

信号は、システム内で生成される物理システム内の測定可能な量です。 これらは、デジタル的に得られたグラフの形で表すことができます。

信号の分類は、さまざまなレンズの下で行うことができます。 これは、連続性 (連続 vs 離散)、周期性 (周期 vs 非周期)、確率 (決定論 vs ランダム)、定常性 (定常 vs 非定常) などの観点から実行できます。

主要な取り組み

1. 非定常信号のプロパティは変化しますが、定常信号には時間の経過とともに変化しない統計的プロパティがあります。
2. 定常信号はより予測可能で分析が容易ですが、非定常信号には高度な分析方法が必要です。
3. 定常信号は線形時不変システムに適していますが、非定常信号は実世界のアプリケーションでより一般的です。

定常信号と非定常信号

定常信号と非定常信号の違いは、静的プロセス信号の特性が時間とともに変化しないことです。 対照的に、非定常信号は時間と矛盾するプロセスです。

音声は、非定常信号の一種と見なすことができます。 記号の他の合成形式は、三角形、波などです。

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比較表

比較パラメータ	定常信号	非定常
Time	スタティック信号の周期は常に一定です。	非定常信号の周期は時間とともに変化し、一定ではありません。
周波数	定常信号の周波数は、プロセス全体で一定のままです	非定常波の周波数は、プロセス中に常に変化します。
スペクトル内容	定常信号のスペクトル成分は一定です	スペクトル範囲は動的であり、非定常通話の場合は変化し続けます。
フーリエ方程式	フーリエ変換は定常信号の表現に適しています	フーリエ変換は、非定常信号を表現するのが苦手です。
例	一定周波数のシングルトーン正弦波、一定周波数のマルチトーン正弦波	音声信号、さまざまな周波数のマルチトーン正弦波

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定常信号とは何ですか?

定常信号は、周期とスペクトル成分の値を一定に保つことによって生成される波です。 固定信号は、ソフトウェアまたは関数発生器を介して正弦波として生成できます。

定常性は、信号波の動作を周波数と時間の関係で説明します。 ここで、正弦波の周波数を変えると、まったく新しい波が生まれます。 したがって、それはもはや静止したままではありません。

したがって、シングルトンとマルチトーンの両方の定周波数正弦波は、定常信号の例です。 どちらもXNUMXつの異なる方法で表すことができます 方程式.

静止信号の他の例は次のとおりです。

1. ホワイトノイズ– ホワイト ノイズの場合、任意の信号値は、間隔を空けて配置された基準点での他の信号値に関して等しく確率が高くなります。
2. 温度– 一時的に固定シングルと見なすことができます.

 

非定常信号とは?

非定常信号は、定常コールを定義する基本的な仮定がもはや有効ではない場合です。

したがって、非定常方程式の正弦波表現は常に変化しています。 このような信号のスペクトル内容も一定ではありません。

第１に、音声信号は、所与の時間間隔内で複数の周波数成分を有する場合がある。

第 10 に、間隔自体が 30 ミリ秒と比較して 250 ～ XNUMX ミリ秒未満と非常に短い場合があります。

したがって、音声信号には、時間に関して動的に変化する可能性が高い複数のセットの周波数コンテンツが存在します。

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定常信号と非定常信号の主な違い

1. フーリエ変換は定常信号に対しては良い結果をもたらしますが、非定常信号に対しては適切な表現ではありません。
2. 定常信号の例としては、ホワイト ノイズ、シングル ノイズなどがあります。トーン 一定周波数の正弦波と一定周波数のマルチトーン正弦波です。 対照的に、非定常信号の例には、さまざまな周波数の音声信号やマルチトーン正弦波が含まれます。

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参考文献

1. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0888327004001517
2. https://royalsocietypublishing.org/doi/abs/10.1098/rspa.2006.1761

最終更新日 : 11 年 2023 月 XNUMX 日