Семинар сабағы 1. Регуляр, кездейсоқ және хаостық сигналдар Сигнал ұғымы. Сигналдың математикалық және физикалық мағыналары.

Сигнал дегеніміз:

• әр түрлі физикалық шамалар

• әр түрлі өлшем бірліктер

• әр түрлі айнымалылардың масштабтары

Егер математикалық көзқараспен қарасақ, сигнал ол функция. Яғни бір шаманың екінші шамаға тәуелділігі. Көп жағдайда уақытқа байланысты тәуелділігін қарастырады. Мысалы оптикалық жүйеде информациялық сигнал жарық интенсивтігінің координатаға тәуелділігі. Сигналдын физикалық табиғаты әр түрлі. Кей жағдайда сигнал кернеу, ток немесе көптеген физикалық шамалар болады. Мысалы дыбыс вибрациясы,температура, жарык кушi.

Талдау (анализ) сигналды өндеудегі негізгі құраушылардың бірі. Сигналдың бір біріне ұқсастығы мен айырмашылығың анықтау мақсатында салыстыру талдаудың негізі болып саналады. Сигналды талдау әдісі үш кезеңнен тұрады:

• Сигналдын параметрлерін есептеу. Осындай параметрлерге энергия, қуаттың орташа мәні және орташа квадраттық мән.

• Алынған сигналды элементарлы құраушыларға бөлу (жіктеу) арқылы сигналды жеке-жеке қарастыруға немесе қасиеттерін салыстыруға болады.

• Әр түрлі сигналдардың ұқсастық дәрежесін сандық түрде өлшеу. Мұндай өлшеуді корреляциялық талдау аппаратымен жүргізуге болады.

Сигналдың түрлері мен табиғаты

Сигнал(французша-signal-белгі)-қандай да оқиға, құбылыс нысанасының күйі жөніндегі хабарды тасымалдаушы, не бақару командасын, хабарландыруды тағы басқа жеткізуші физикалық процесс немесе құбылыс.

Уақыт бойынша физикалық процестін бір параметрінің өзгеруін s(t) сигнал деп түсінеміз.

Сигналдың детерминді және кездейсоқ түрі бар.

Детермиленген сигнал периодты және периодты емес болып екіге бөлінеді. s(t) = s(t + кT) шарты орындалса, онда сигнал периодты болады, мұндағы к – кез келген бүтін сан, Т – уақыттың соңғы мезеті болып табылатын период. Периодты сигналдың мысалы ретінде гармоникалық тербелісті қарастыруға болады:

Кез келген күрделі периодты сигналды гармоникалық тербелістердің қосындысы түрінде жазуға болады, мұндағы жиілік бастапқы жиілікке тең.

Периодтты емес сигнал уақыт бойынша шектеледі.

Кездейсоқ сигнал деп уақыт функциясын айтамыз, оның мәні алдын ала белгісіз және оны кейбір ықтималдылықпен болжай аламыз. Кездейсоқ сигналдардың негізгі сипаттамалары төменде көрсетілген:

а) ықтималдылықты үлестіру заңы (белгілі бір интервалда сигнал өлшемі болуының салыстырмалы уақыты);

ә) сигнал қуатының спектральді үлестіруі;

Детермиленген сигналдардың берілу түрі

ЦИФРОВОЙ	Амплитудасы бірдей қысқа импульс комбинацияларынан тұратын сандық сигнал.

Сигнал өзінің табиғатына қарай :

1) Механикалық ( деформация,  P-ның өзгеруі )

2) Жылулық ( температураның  өзгеруі )

3) Жарықтық ( жарқыл көзге көрінбеитін бейне )

4) Электрлік ( U-ң,  I- ң өзгеруі )

5) Электромагниттік ( радиотолқындар )

6) Дыбыстық ( акустик, тербелістер  т.б)

болып бөлінеді.

Регуляр, кездейсоқ және хаостық сигналдар

Сигнал — берілген хабарды тасымалдайтын(алып жүретін) физикалық процесс.

Регуляр сигнал — уақыт бойынша өзгерісі алдын ала белгілі болатын сигнал. Регуляр сигнал уақыт бойынша белгілі зандылықпен өзгереді. Олар үздіксіз, дискретті, периодты, периодсыз болып бөлінеді. Регуляр сигналдың қарапайым түрлері: гармоникалық сигнал немесе импульстер тізбегі.

Гармоникалық сигнал — белгілі заңдылықпен берілген амплитудалы, берілген жиілікті және фазалы синусоидалық немесе косинусоидалық сигналдар.

Дискретті сигнал — бөлек-бөлек үзілісті сигналдардан тұратын сигнал. Үзіліссіз (аналогты) сигналдарды кодалау, яғни сандық сигналдарга айналдыру үшін оларды үзіп, дискреттейді. Дискретті сигналдар периодты, периодсыз болып және түрлеріне қарай тіктөртбүрышты, үшбұрышты, қоңырау тәрізді, экспоненсиалды болып бөлінеді.

Кездейсоқ сигналдар — белгілі бір заңдылықпен өзгермейтін, белгіленген уақытта қандай болатынын алдын ала айтуга болмайтын сигнал. Кездейсоқ сигналдар тұрақты және тұрақсыз, эргодикалық немесе эргодикалық емес  болып бөлінеді.

Тұрақты кездейсоқ сигналдар — ықтималдық тығыздыгы уақыт өлшемінің басталатын жеріне байланысты болмайтын кездейсок сигналдар. Тұрақты кездейсоқ сигналдардың сипаттамалары уақыт бойынша тұрақты болады.

Әргодикалық кездейсоқ сигналдар. Тұрақты кездейсоқ сигналдардың біразы эргодикалық қасиетте болады. Егер барлық тұрақты кездейсоқ сигналдардың (ансамбльбойынша) орта шамасы оған қатысатын мүшелердің біреуінің ұзақ уақыт бойынша орта шамасына тең болса, онда оны эргодикалық деп атайды. Эргодикалық сигналда көп сигналдарды бақылап талдаудың орнына тек бір сигналды ғана ұзақ уақыт бақылап шешім шығаруга болады.

Хаостық сигнал – регуляр сигнал мен кездейсоқ сигналдың қосындысы, яғни белгілі тәртібі бар кездейсоқ сигналды айтамыз.