Semnale deterministe şi nedeterministe (aleatorii)
Semnale deterministe sunt o categorie specială de semnale staţionare cu frecvenţă şi amplitudine relativ constante pe o perioadă lungă de timp. Acestea pot fi exprimate printr-o relaţie analitică (formulă) exactă, ce conduce la determinarea precisă a valorii lor în orice moment. Asemenea semnale nu sunt purtătoare de informaţie, ele „nu spun nimic nou”, fiind absolut previzibile.
Semnalele deterministe sunt generate de maşinile rotative, de instrumentele muzicale şi de generatoarele de tensiuni sinusoidale. Ele se pot împărţi în continuare în semnale periodice şi cvasi-periodice. Semnalele periodice au forme de undă cu model repetitiv la intervale egale de timp, în timp ce semnalele cvasi-periodice au forme de undă a căror rată de repetiţie variază în timp, dar, la prima vedere par a fi periodice. Uneori, maşinile rotative produc semnale cvasi-periodice, în special echipamentele antrenate cu curele de transmisie.
Semnalele deterministe sunt, probabil, cele mai importante în analiza vibraţiilor şi spectrele lor arată după cum urmează:
De obicei, utilajele produc o combinaţie de astfel de semnale.
|
Majoritatea semnalelor cvasi-periodice sunt de fapt combinaţii ale câtorva serii armonice.
|
Semnale periodice produc întotdeauna spectre de frecvenţă cu componente discrete, care sunt serii armonice. Termenul „armonică” provine din muzică, unde armonicile sunt multiplii frecvenţei fundamentale.
|
Semnalele nedeterministe sau aleatorii sunt cele a căror evoluţie în timp nu poate fi anticipată cu certitudine, ca de exemplu: semnalul vocal, video, seismic etc. Cu cât aceste semnale sunt mai imprevizibile, cu atât mai mare este cantitatea de energie pe care o poartă. De exemplu, semnalul recepţionat pe durata de transmisie a ştirilor la un post de radio este ascultat cu interes, datorită caracterului său de noutate.
Dacă ascultătorul ar şti în fiecare moment ce urmează să spună crainicul în continuare, atunci semnalul nu ar mai purta informaţie nouă pentru ascultător. În cazul semnalelor nedeterministe, pentru ca informaţia să poată fi receptată, trebuie ca cel care o transmite şi cel care o recepţionează să folosească acelaşi limbaj (cod, alfabet etc.).
Semnalul nedeterminist are caracteristici specifice, şi anume media, dispersia, media globală, dispersia globală, histograma, densitatea spectrală de putere etc. Semnalul poate avea un anumit grad de predictibilitate a evoluţiei sale în timp.
În funcţie de anumite caracteristici ale sale, semnalul nedeterminist poate fi:
-
Staţionar – media şi dispersia nu depind de timp, ci sunt constante
-
Ergodic – media pe porţiuni nu diferă de media globală
-
Zgomot alb – are o densitate spectrală de putere constantă în toată banda de frecvenţă.