Ejemplo: señales y clasificación de señales
Una señal es una función o un conjunto de datos que representa una variable o cantidad física. Normalmente, las señales contienen información sobre el comportamiento de un fenómeno físico, como por ejemplo, la corriente eléctrica cuando pasa por una resistencia, la propagación de las ondas acústicas del sonar bajo el agua o los terremotos. Desde un punto de vista matemático, una señal se representa como una función de una variable independiente t, que suele indicar el tiempo. Así, una señal se denota de la siguiente manera: x(t).
Señales de tiempo continuo y tiempo discreto
Una señal x(t) es una señal de tiempo continuo si t es una variable continua. Si t es una variable discreta (es decir, x(t) se define en tiempos discretos), x(t) es una señal de tiempo discreto, a menudo representada como x(n), donde n es un número entero. Las señales de tiempo discreto x(n) pueden representar un fenómeno para el que la variable independiente es intrínsecamente discreta, como por ejemplo, el valor de cierre diario de una acción, o bien se pueden obtener mediante el muestreo de una señal de tiempo continuo x(t) en t = nT, donde T es el período de muestreo.
Los ejemplos siguientes se refieren principalmente a señales de tiempo discreto. A continuación, se proporcionan varios ejemplos de señales de tiempo discreto frecuentes.
Señal escalón unidad
1. Defina la función escalón unidad mediante la función escalón de Heaviside.
La función escalón de Heaviside indica que f(0)=0.5
2. Defina el rango y trace la función escalón unidad.
Señal impulso unidad
1. Defina la función impulso unidad.
2. Trace la función impulso unidad.
3. Defina un valor de k para desplazar el impulso k muestras hacia la derecha.
Señal sinusoidal
1. Defina la frecuencia.
2. Defina la función sinusoidal.
3. Trace la función sinusoidal.
Señal exponencial
1. Defina el factor alfa.
2. Defina la función exponencial.
3. Trace la función exponencial.
Sinusoide en descomposición exponencial
Trace la función que resulta del producto de la función sinusoidal y la función exponencial.
El resultado es una función sinusoidal en descomposición exponencial.
Señales analógicas y digitales
Si una señal de tiempo continuo x(t) puede tomar cualquier valor de un intervalo de tiempo continuo, a x(t) se denomina señal analógica. Si una señal de tiempo discreto x(n) solo puede tomar un número finito de valores definidos, se la denomina señal digital. Para convertir una señal analógica en digital, es necesario muestrearla y cuantificarla.
Señales reales y complejas
Una señal x(t) es real si sus valores son números reales. Del mismo modo, una señal x(t) es compleja si sus valores son números complejos. Use las funciones phase y phasecor para manipular señales complejas.
Señales aleatorias y deterministas
Las señales deterministas son aquellas cuyos valores se han especificado completamente para cualquier tiempo dado. Por lo tanto, una señal determinista se puede modelar mediante una función conocida de tiempo x(t). Las señales aleatorias son aquellas que pueden tomar valores aleatorios en cualquier tiempo dado. Las señales aleatorias solo se pueden caracterizar estadísticamente. Las funciones generadoras de ruido whiten, gaussn y onefn están diseñadas para producir señales pseudoaleatorias caracterizadas por parámetros estadísticos definidos por el usuario.