Diferencia entre señales estacionarias y no estacionarias (con tabla)

Diferencia entre señales estacionarias y no estacionarias (con tabla)

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 señales se puede hacer bajo varios lentes. Se podría hacer en términos de continuidad (Continua frente a discreta), periodicidad (Periódica frente a Aperiódica), probabilidad (Determinista frente a aleatoria), estacionariedad (estacionaria frente a no estacionaria), etc.

Una señal también puede tratarse como una observación o el registro de una ocurrencia. La estacionariedad es una forma de describir las características del proceso de generación de señales, que además nos da dos categorías.

los diferencia entre señales estacionarias y no estacionarias es que las propiedades de una señal de proceso estacionaria no cambian con el tiempo, mientras que una señal de proceso no estacionaria es inconsistente con el tiempo.

El habla puede considerarse una forma de señales no estacionarias. Otras formas sintéticas de señales son triangulares, onduladas, etc. Se han ideado y se utilizan diferentes enfoques para comprender las señales de voz.

Tabla de comparación entre señales estacionarias y no estacionarias (en forma tabular)

Parámetro de comparación Señales estacionarias No estacionarias

Hora El período de tiempo para la señal estacionaria permanece constante en todo momento. El período de tiempo para 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.
Contenido espectral El contenido espectral de las señales estacionarias es constante Los contenidos espectrales son dinámicos y siguen cambiando en el caso de la señal no estacionaria.
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 tono único, 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 de señal que se genera manteniendo constantes el período de tiempo y el valor del contenido espectral. Se puede generar una señal estacionaria como una onda sinusoidal a través de un software o generador de funciones.

El rasgo característico de dicha señal es que la frecuencia permanece constante en todo momento.

La estacionariedad explica básicamente 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 que ya no permanecerá estacionaria.

Sin embargo, la estacionariedad también se puede mantener en ondas sinusoidales multitono, si la frecuencia permanece constante. Por tanto, las ondas sinusoidales de frecuencia constante singleton y multitono son ejemplos de señales estacionarias. Ambos se pueden representar mediante dos ecuaciones diferentes.

Es importante tener en cuenta que a pesar de que hay un número variado de componentes de frecuencia en una onda sinusoidal multitono. La señal es estacionaria si la frecuencia de dichos componentes no cambia con el tiempo.

Otros ejemplos de señales estacionarias son;

  1. Ruido blanco– En el caso de ruido blanco, es igualmente probable que ocurra cualquier valor de señal con respecto a cualquier otro valor de señal en puntos de referencia espaciados.
  2. Temperatura– se puede considerar un single estacionario por un corto período de tiempo.

¿Qué son las señales no estacionarias?

En términos simples, una señal no estacionaria es una señal en una circunstancia en la que los supuestos fundamentales que definen una señal estacionaria ya no son válidos. Esto significa que una señal no estacionaria es el tipo de señal donde el período de tiempo y la frecuencia no son constantes sino variables.

La representación de onda sinusoidal de una ecuación no estacionaria cambia constantemente. Los contenidos espectrales de tales señales tampoco son constantes. Por lo tanto, el rasgo característico de las ondas no estacionarias es la frecuencia, que cambia constantemente entre intervalos.

Las señales de voz son señales naturales que no son de naturaleza estacionaria, sin embargo, son mucho más complejas y ligeramente diferentes de las ondas sinusoidales multitono no estacionarias.

En primer lugar, en el caso de señales de voz, puede haber múltiples componentes de frecuencia, dentro de un intervalo de tiempo dado.

En segundo lugar, el intervalo en sí puede ser extremadamente corto, inferior a 10-30 mseg en comparación con 250 mseg.

Por lo tanto, en el caso de una señal de voz, habría múltiples conjuntos de contenidos de frecuencia, y es probable que estos contenidos cambien dinámicamente con respecto al tiempo.

Por tanto, los parámetros estadísticos son variables en el caso de señales no estacionarias.

Principales diferencias entre señales estacionarias y no estacionarias

  • Una señal estacionaria se denota mediante una ecuación de onda sinusoidal, que tiene un período de tiempo constante, mientras que una señal no estacionaria tendría una onda sinusoidal con un período de tiempo en constante cambio.
  • La frecuencia para una ecuación de onda sinusoidal permanece constante mientras que la frecuencia en la señal no estacionaria varía con el tiempo.
  • El contenido espectral de una señal estacionaria en la ecuación de onda sinusoidal es constante, mientras que en el caso de una ecuación no estacionaria cambia constantemente con respecto al tiempo.
  • La transformada de Fourier da buenos resultados para señales estacionarias, mientras que no es una buena representación para señales no estacionarias.
  • Los ejemplos de señales estacionarias incluyen ruido blanco, onda sinusoidal de tono único con frecuencia constante y onda sinusoidal multitono con frecuencia constante, mientras que los ejemplos de señales no estacionarias incluyen señales de voz y onda sinusoidal multitono con frecuencia variada.

Conclusión

El sistema de señales se puede clasificar en términos de varios criterios. La estacionariedad explica el comportamiento de una onda de señal en términos de la función de período de tiempo. La principal diferencia entre una señal estacionaria y una señal no estacionaria se puede ver en términos de la ecuación de onda sinusoidal. La señal estacionaria tendría el período de tiempo, la frecuencia y el contenido espectral constantes, mientras que en las señales no estacionarias todos estos supuestos fundamentales no son válidos.

Las dos categorías de sistemas de señalización han sido diseñadas por análisis de Fourier, sin embargo, se ha notado que el método tiene su propio conjunto de limitaciones y la comprensión del procesamiento de señales no estacionarias requiere herramientas más específicas.

Nube de palabras para diferenciar entre señales estacionarias y no estacionarias

La siguiente es una recopilación de los términos más utilizados en este artículo sobre Señales estacionarias y no estacionarias. Esto debería ayudar a recordar términos relacionados tal como se utilizan en este artículo en una etapa posterior.

Referencias

Prueba la prueba de ciencias

Deja un comentario