Tín hiệu văn phòng và không cố định?


17

Có những định nghĩa kỹ thuật hay trong sách giáo khoa và wikipedia, nhưng tôi đang gặp khó khăn trong việc hiểu những gì phân biệt tín hiệu tĩnh và không cố định trong thực tế?

Những tín hiệu rời rạc nào sau đây là đứng yên? tại sao?:

  1. tiếng ồn trắng - (theo mọi thông tin có thể tìm thấy)
  2. tiếng ồn màu - (theo Tiếng ồn màu: Văn phòng phẩm hoặc không cố định? )
  3. tiếng kêu (xoang với tần số thay đổi) -?
  4. xoang -?
  5. tổng của nhiều xoang với các chu kỳ và biên độ khác nhau -?
  6. ECG, EEG, PPT và tương tự -?
  7. Đầu ra hệ thống hỗn loạn (mackey-glass, logistic map) -?
  8. Ghi lại nhiệt độ ngoài trời -?
  9. Kỷ lục phát triển cặp tiền tệ thị trường ngoại hối -?

Cảm ơn bạn.


Đây có phải là một câu hỏi bài tập về nhà?
A_A

@A_A Không. Tôi đang chuẩn bị trình bày kết quả của mình và tôi muốn chuẩn bị cho những câu hỏi khó. Vì vậy, câu hỏi này xuất phát từ suy nghĩ của tôi.
matousc

3
Câu hỏi hay, nhân tiện! :-)
Peter K.

Câu trả lời:


20

Không có tín hiệu đứng yên. Văn phòng phẩm và không cố định là đặc điểm của quá trình tạo ra tín hiệu.

Một tín hiệu là một quan sát. Một bản ghi âm của một cái gì đó đã xảy ra. Một bản ghi của một loạt các sự kiện là kết quả của một quá trình. Nếu các thuộc tính của quy trình tạo ra các sự kiện KHÔNG thay đổi theo thời gian, thì quy trình đó là ổn định.

Chúng ta biết tín hiệu là gì, nó là tập hợp các sự kiện (phép đo) tại các trường hợp thời gian khác nhau ( n ). Nhưng làm thế nào chúng ta có thể mô tả quá trình tạo ra nó?x(n)n

Một cách để nắm bắt các thuộc tính của một quá trình là để có được phân phối xác suất của các sự kiện mà nó mô tả. Trên thực tế, điều này có thể trông giống như một biểu đồ nhưng điều đó không hoàn toàn hữu ích ở đây vì nó chỉ cung cấp thông tin về từng sự kiện như thể nó không liên quan đến các sự kiện lân cận. Một loại "biểu đồ" khác là một trong đó chúng ta có thể sửa một sự kiện và hỏi xác suất các sự kiện khác xảy ra GIVEN một sự kiện khác đã xảy ra là gì. Vì vậy, nếu chúng ta nắm bắt được "biểu đồ quái vật" này mô tả xác suất chuyển từ bất kỳ sự kiện có thể nào sang bất kỳ sự kiện có thể nào khác, chúng ta sẽ có thể mô tả bất kỳ quy trình nào.

Hơn nữa, nếu chúng ta có được điều này ở hai trường hợp thời gian khác nhau và xác suất từ ​​sự kiện đến sự kiện dường như không thay đổi thì quá trình đó sẽ được gọi là quá trình đứng yên. (Kiến thức tuyệt đối về các đặc điểm của một quá trình trong tự nhiên hiếm khi được giả định là tất nhiên).

Đã nói điều này, chúng ta hãy xem các ví dụ:

  1. Tiếng ồn trắng:

    • Nhiễu trắng là đứng yên bởi vì bất kỳ giá trị tín hiệu (sự kiện) nào đều có thể xảy ra như nhau đối với bất kỳ giá trị tín hiệu nào khác (sự kiện khác) tại bất kỳ hai trường hợp nào cho dù chúng cách nhau bao xa.
  2. Tiếng ồn màu:

    • Tiếng ồn màu là gì? Nó chủ yếu là tiếng ồn trắng với một số hạn chế bổ sung. Các ràng buộc có nghĩa là xác suất từ ​​sự kiện đến sự kiện hiện không bằng NHƯNG điều này không có nghĩa là chúng được phép thay đổi theo thời gian. Vì vậy, nhiễu hồng được lọc nhiễu trắng có phổ tần số giảm theo mối quan hệ cụ thể. Điều này có nghĩa rằng tiếng ồn màu hồng có tần số thấp hơn mà trong phương tiện lần lượt rằng bất kỳ hai nước láng giềng sự kiện sẽ có xác suất cao hơn xảy ra nhưng điều đó sẽ không giữ cho bất kỳ hai sự kiện (như trong trường hợp của nhiễu trắng). Tốt thôi, nhưng nếu chúng ta có được các xác suất từ ​​sự kiện này đến hai trường hợp khác nhau và chúng dường như không thay đổi, thì quá trình tạo ra các tín hiệu sẽ đứng yên.
  3. Tiếng hót líu lo:

    • Không cố định, bởi vì xác suất từ ​​sự kiện đến sự kiện thay đổi theo thời gian. Đây là một cách tương đối dễ dàng để hình dung điều này: Xem xét một phiên bản được lấy mẫu của hình sin tần số thấp nhất ở một số tần số lấy mẫu. Điều này có một số xác suất từ ​​sự kiện đến sự kiện. Ví dụ: bạn không thể thực sự đi từ -1 đến 1, nếu bạn ở -1 thì giá trị có thể xảy ra tiếp theo có nhiều khả năng gần với -0,9 hơn tùy thuộc vào tần suất lấy mẫu. Nhưng, thực sự, để tạo ra các tần số cao hơn, bạn có thể lấy mẫu lại hình sin tần số thấp này. Tất cả những gì bạn phải làm cho tần số thấp để thay đổi cường độ là "chơi nhanh hơn". AHA! VẬY, CÓ! Bạn thực sự có thể di chuyển từ -1 đến 1 trong một mẫu, với điều kiện là hình sin được ghép lại thực sự rất nhanh. VÌ THẾ!!! Xác suất từ ​​sự kiện đến sự kiện THAY ĐỔI VỚI THỜI GIAN!,
  4. Xoang (oid)

    • Văn phòng phẩm ... Tự giải thích, đưa ra # 3
  5. Tổng của nhiều xoang với các chu kỳ và biên độ khác nhau

    • Tự giải thích được đưa ra # 1, # 2, # 3 và # 4. Nếu các chu kỳ và biên độ của các thành phần không thay đổi theo thời gian, thì các ràng buộc giữa các mẫu không thay đổi theo thời gian, do đó quá trình sẽ kết thúc tại chỗ.
  6. ECG, EEG, PPT và tương tự

    • Tôi không thực sự chắc chắn PPT là gì nhưng ECG và EEG là những ví dụ điển hình của tín hiệu không cố định. Tại sao? ECG đại diện cho hoạt động điện của tim. Trái tim có dao động riêngđược điều chế bởi các tín hiệu từ não TẠI MỌI THỨ! Do đó, vì quá trình thay đổi theo thời gian (tức là cách nhịp tim thay đổi theo từng nhịp tim) nên nó được coi là không cố định. Điều tương tự cũng áp dụng cho điện não đồ. Điện não đồ đại diện cho tổng số hoạt động điện cục bộ của các tế bào thần kinh trong não. Bộ não không thể được coi là đứng yên trong thời gian kể từ khi con người thực hiện các hoạt động khác nhau. Ngược lại, nếu chúng ta sửa cửa sổ quan sát, chúng ta có thể yêu cầu một số hình thức ổn định. Ví dụ, trong khoa học thần kinh, bạn có thể nói rằng 30 đối tượng được hướng dẫn ở lại nghỉ ngơi với đôi mắt nhắm lại trong khi ghi EEG trong 30 giây và sau đó nói rằng ĐỂ KIẾM 30 GIÂY VÀ ĐIỀU KIỆN ĐẶC BIỆT (phần còn lại, nhắm mắt) như một quá trình) ĐƯỢC ĐÁNH GIÁ ĐỂ VĂN PHÒNG.
  7. Đầu ra hệ thống hỗn loạn.

    • Tương tự như # 6, các hệ thống hỗn loạn có thể được coi là đứng yên trong khoảng thời gian ngắn nhưng điều đó không chung chung.
  8. Ghi nhiệt độ:

    • Tương tự như # 6 và # 7. Thời tiết là một ví dụ điển hình của một quá trình hỗn loạn, nó không thể được coi là đứng yên quá lâu.
  9. Chỉ số tài chính:

    • Tương tự như # 6, # 7, # 8, # 9. Nói chung không thể được coi là văn phòng phẩm.

Một khái niệm hữu ích cần ghi nhớ khi nói về các tình huống thực tế là tính linh hoạt . Ngoài ra, có một cái gì đó cuối cùng leo lên ở đây và đó là quy mô quan sát. Nhìn quá gần và nó không đứng yên, nhìn từ rất xa và mọi thứ đều đứng yên. Quy mô quan sát là phụ thuộc vào bối cảnh. Để biết thêm thông tin và một số lượng lớn các ví dụ minh họa cho đến khi các hệ thống hỗn loạn được kết hợp, tôi muốn giới thiệu cuốn sách này và cụ thể là các chương 1,6,7,10,12 và 13 thực sự tập trung vào tính ổn định và định kỳ.

Hi vọng điêu nay co ich.


Câu trả lời tuyệt vời, cảm ơn. Nhưng tôi vẫn có một câu hỏi. Bạn nói: "Do đó, do quá trình thay đổi theo thời gian (tức là cách nhịp tim thay đổi theo từng nhịp tim) nên nó được coi là đứng yên" về ECG. Tại sao nó đứng yên khi nó thay đổi theo thời gian?
matousc

Cảm ơn bạn, đó là một lỗi đánh máy mà tôi đã sửa chữa. Vì dù sao chúng tôi cũng đang ở đây, bạn có thể vui lòng cho tôi biết PPT là viết tắt của từ gì không?
A_A

Đó là Plethysmograph. Phím tắt PPT có thể không thực sự phổ biến. Lần sau tôi sẽ sử dụng tên đầy đủ.
matousc

1
X(t1)X(t2)t1-t2

@DilipSarwate: Bản thân câu hỏi khá khó. Bằng cách nói "Hầu hết các chi tiết trong câu trả lời này là không chính xác" và chỉ cung cấp một ví dụ, bạn bằng cách nào đó làm cho toàn bộ câu trả lời nghe không chính xác. Tôi không hoàn toàn đồng ý với điều đó. Bạn có phiền khi viết một câu trả lời riêng, mà theo bạn, là chính xác? Sau đó tôi sẽ xóa bình luận của bạn. Tùy thuộc vào OP để quyết định câu trả lời nào sẽ được chấp nhận.
jojek

14

Câu trả lời tốt của @ A_A bỏ lỡ một điểm: sự ổn định hoặc không cố định thường chỉ được áp dụng cho các tín hiệu ngẫu nhiên, không phải là tín hiệu xác định.

Nói chung, khi các kiểm tra thống kê được áp dụng cho ổn định hoặc không cố định, thành phần xác định phải được loại bỏ trước tiên.

Do đó, theo quan điểm của tôi, số 3, 4 và 5 là những câu hỏi không nhạy cảm vì chúng không chứa thành phần ngẫu nhiên và do đó, không thể được coi là đứng yên hoặc không cố định.

Item # 3, nếu hình sin có tiếng ồn stationary thêm vào nó, có thể được coi là một cyclostationary quá trình , như giá trị trung bình của những thay đổi quá trình (mặc dù nói chung với các quá trình cyclostationary nó được giả định phương sai cũng thay đổi theo thời gian).

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.