İçeriğe atla

Sinyal

Sinyal (işaret), fiziksel değişkenlerin durumu hakkında bilgi taşıyan ve matematiksel olarak fonksiyon (İşlev) biçiminde gösterilen kavrama denir.

Teori

Bir mikrofonun girişindeki basınç bilgisinin zamana göre olan ifadesi, şeklinde gösterilebilirken, çıkışındaki elektriksel sinyali de olarak ifade edilebilir. Burada ses sinyalidir ve t zaman değişkenidir. bu sinyali t ekseninde çizdirmek suretiyle de elektriksel ses bilgisinin grafiğini zamana bağlı elde etmiş oluruz.

Örnekler

Ortamdaki hava sıcaklığının uzay değişkenleri (x, y, z) cinsinden ifadesi, bir akusitk ses dalgasının uzay ve ve zaman değişkenleri cinsinden kısmi diferansiyel denklem şeklindeki ifadesi, bir konuşmacının sesinin havada oluşturduğu basınç dalgaları ve bu dalgaların bir mikrofon tarafından çevrildiği eşdeğer elektrik voltaj ve akım seviyesinin zamana bağlı ifadesi, elektromanyetik dalgalar şeklinde yayılan modüle edilmiş ses ve görüntü bilgisinin uzay ve zamana bağlı değişiminin ifadesi, bir aracın zamana bağlı hızlanma çizelgesi, bir yolcu uçağının rotası üzerinde yaptığı manevraların uzay zaman bağlı ifadesi, bir haberleşme uydusunun dünyaya gönderdiği elektromanyetik dalgalar, bir fotoğraf karesindeki parlaklığın x ve y değişkenleri biçiminde ifadesi birer sinyal örneğidir.

Sinyaller temelde ikiye ayrılır:

  • Analog sinyal: Hem bağımsız değişken hem de bağımlı değişken sürekli değerler alabilir.
  • Sayısal sinyal: Her iki değişken de kesikli değerler alır.

Analog işaretler, taşıdıkları bilgiyi uzay ve zamanın sürekli bir fonksiyonu olarak ifade ederler. İşaretin aldığı değerleri de yine sürekli olarak ifade edilebilir. Örneğin hava basıncı herhangi bir t anında sürekli değer alabilen bir değişkendir.

Kaynakça

İlgili Araştırma Makaleleri

Olasılık kuramı ve istatistik bilim dallarında varyans bir rassal değişken, bir olasılık dağılımı veya örneklem için istatistiksel yayılımın, mümkün bütün değerlerin beklenen değer veya ortalamadan uzaklıklarının karelerinin ortalaması şeklinde bulunan bir ölçüdür. Ortalama bir dağılımın merkezsel konum noktasını bulmaya çalışırken, varyans değerlerin ne ölçekte veya ne derecede yaygın olduklarını tanımlamayı hedef alır. Varyans için ölçülme birimi orijinal değişkenin biriminin karesidir. Varyansın karekökü standart sapma olarak adlandırılır; bunun ölçme birimi orijinal değişkenle aynı birimde olur ve bu nedenle daha kolayca yorumlanabilir.

Analog veri, zamana göre değişen başka bir türden niceliği temsil edip kendisi de zaman göre değişen ve sürekli bir özellik gösteren veridir. Farklı bilimlerde de köken olarak farklı olmakla birlikte aynı işlevi gören ve birbirine karşılık gelen yapılardan her birine verilen isim olan analog kelimesi burada da aynı şekilde büyüklük değişimleri açısından başka bir sinyalin eşdeğeri olan sinyallere verilen isimdir. Böylece bir ortamdaki veri başka bir ortamda temsil edilebilir ve işlenebilir hale gelir. Örneğin analog bir ses sinyali, ses dalgalarının oluşturduğu basınç kuvvetini elektrik ortamında gerilim ile eşleştirerek temsil edilebilmesini sağlar. Analog ses sinyalinde gerilim değeri zamana göre sürekli bir değişiklik gösterir ve bu değişiklik orijinal ses sinyalindeki ses dalgalarının oluşturduğu basınç kuvvetinin değişimine paralellik gösterir. Yani diğer bir deyişle analog bir ses sinyalinde gerilim değeri orijinal ses sinyalindeki ses dalgalarının basınç kuvveti büyüklüğüne endekslenmiştir. Sayısal veya dijital veriler ise orijinal verinin değerlerinin belirli zaman aralıklarıyla örneklenmesi sonucu elde edilen sayı değerlerinin sıralanmasıyla oluşan veridir. Dolayısıyla analog veriler gibi orijinal veriyle sürekli eşleşme özelliğine sahip değildir çünkü zamanın sadece belli noktalarında örneklenerek oluşturulmuştur.

<span class="mw-page-title-main">Dalga fonksiyonu</span>

Kuantum fiziğinde dalga fonksiyonu izole bir kuantum sistemindeki kuantum durumunu betimler. Dalga fonksiyonu karmaşık değerli bir olasılık genliğidir ve sistem üzerindeki olası ölçümlerin olasılıklarının bulunmasını sağlar. Dalga fonksiyonu için en sık kullanılan sembol Yunan psi harfidir ψ ve Ψ.

<span class="mw-page-title-main">Mikrofon</span>

Mikrofon, ses dalgalarını elektriksel titreşimlere çeviren, elektroakustik bir cihazdır. Mikrofon ses dalgalarına göre sinyal gerilimi verdiğinden hoparlörü tamamlayan bir unsurdur. Bir ses dalgasındaki titreşimlerin elektriksel benzeri olan sinyali üretmeye yarayan birçok fiziksel prensip vardır. Bunlar, bağlantı direncinin değişimi, piezo elektrik, elektromanyetik ve manyetostriksiyon prensiplerini içine alır. Bütün bu prensipler ve diğerleri yıllarca denenmiş, ancak sonunda piezo-elektrik, elektromanyetik, elektrostatik ve kapasitif prensipleri uygulamaya konmuştur.

<span class="mw-page-title-main">Modülasyon</span>

Modülasyon ya da kipleme, bir taşıyıcı sinyal ile bilgi sinyalini birleştirmekten ibaret olan ve iletişim teknolojisinde (yayıncılıkta) kullanılan bir yöntemdir. Yöntem, başlarda anten yoluyla yapılan yayınlar için öngörülmüş ise de, günümüzde kablolu, kablosuz her tür iletişimde kullanılmaktadır. Çok alçak frekanslı sinyallerin çok uzak mesafelere gönderilmesi güçtür. Bu nedenle alçak frekanslı sinyalin, yüksek frekanslı taşıyıcı bir sinyal üzerine bindirilerek uzak mesafelere taşınması sağlanabilir. Bu noktada kiplemeye başvurulur.

Rassal değişken kavramının geliştirilmesi ile, sezgi yoluyla anlaşılan şans kavramı, soyutlaştırarak teorik matematik analiz alanına sokulmuş ve bu geliştirilen matematik kavram ile olasılık kuramı ve matematiksel istatistiğin temeli kurulmuştur.

Bir olasılık dağılımı bir rassal olayın ortaya çıkabilmesi için değerleri ve olasılıkları tanımlar. Değerler olay için mümkün olan tüm sonuçları kapsamalıdır ve olasılıkların toplamı bire eşit olmalıdır. Örneğin, bir rassal olay olarak madeni paranın tek bir defa havaya atılıp yere düşmesi ele alınsın; değerler 'yazı' veya 'tura' veya bunlar isimsel değişken ölçeğinde ifade edilirse 0 (yazı) veya 1 (tura) olur; olasılıklar ise her iki değer için ½ olacaktır. Böylece madeni bir paranın tek bir defa atılma olayı için iki değer ve ilişkili iki olasılık bu rassal olayın olasılık dağılımı olur. Bu dağılım ayrık olasılık dağılımıdır; çünkü sayılabilir şekilde ayrı ayrı sonuçlar ve bunlara bağlı olan pozitif olasılıklar vardır.

<span class="mw-page-title-main">Tekdüze dağılım (sürekli)</span> Özel olasılık dağılımı

Sürekli tekdüze dağılım (İngilizce: continuous uniform distribution) olasılık kuramı ve istatistik bilim dallarında, her elemanı, olasılığın desteklendiği aynı büyüklükteki aralık içinde bulunabilir, her sürekli değer için aynı sabit olasılık gösteren bir olasılık dağılımları ailesidir. Desteklenen aralık iki parametre ile, yani minimum değer a ve maksimum değer b ile, tanımlanmaktadır. Bu dağılım kısa olarak U(a,b) olarak anılır.

Olasılık teorisi ya da ihtimaliyet teorisi rastgele olayların analizi ile ilgilenen bir matematik bilim dalıdır. Olasılık teorisinin ana ögeleri rassal değişkenler, saf rassal süreçler, olaylar olarak sayılabilir. Bunlar ya tek olarak ortaya çıkan veya bir zaman dönemi içinde gelişerek meydana gelen, ilk görünüşü rastgele bir şekilde olan deterministik olmayan olayların veya ölçülebilir miktarların matematiksel soyutlamalarıdır. Bir madeni parayı yazı-tura denemesi için havaya atmak veya bir zarı atmak ile ortaya çıkan sonuç ilk bakışta rastgele bir olay olarak görülebilirse bile eğer birbirini takip eden rastgele olaylar tekrar tekrar ortaya çıkartılırsa incelenebilecek ve tahmin edilebilecek belirli bir istatistiksel seyir takip ettikleri görülecektir. Bu türlü olaylar ve sonuçların seyirlerini betimleyen iki temsilci matematiksel sonuç büyük sayılar yasası ve merkezsel limit teoremidir.

<span class="mw-page-title-main">Olasılık kütle fonksiyonu</span>

Olasılık kuramı bilim dalında bir olasılık kütle fonksiyonu bir ayrık rassal değişkenin olasılığının tıpatıp belli bir değere eşit olduğunu gösteren bir fonksiyondur. Olasılık kütle fonksiyonu, olasılık yoğunluk fonksiyonundan farklıdır; çünkü olasılık yoğunluk fonksiyonu yalnızca sürekli rassal değişkenler için tanımlanmış olup doğrudan doğruya olasılık değerini vermezler. Olasılık yoğunluk fonksiyonunun bir belli değer aralığı için integrali alınırsa bu rassal değişkenin belirlenen değer aralığı için olasılığını verir.

Olasılık kuramı ve istatistik bilim dallarında birikimli dağılım fonksiyonu bir reel değerli rassal değişken olan Xin olasılık dağılımını tümüyle tanımlayan bir fonksiyondur. Olasılık dağılım fonksiyonu veya sadece dağılım fonksiyonu olarak da anılmaktadır. Her bir reel sayı olan x için X'in birikimli dağılım fonksiyonu şöyle ifade edilir:

Olasılık kuramı ve istatistik bilim dallarında bir rassal değişken X için olasılık yoğunluk fonksiyonu bir reel sayılı sürekli fonksiyonu olup f ile ifade edilir ve şu özellikleri olması gereklidir:

Olasılık kuramı bilim dalında matematiksel beklenti veya beklenen değer veya ortalama birçok defa tekrarlanan ve her tekrarda mümkün tüm olasılıklarını değiştirmeyen rastgele deneyler sonuçlarından beklenen ortalama değeri temsil eder. Bir ayrık rassal değişkennin alabileceği bütün sonuç değerlerin olasılıklarıyla çarpılması ve bu işlemin bütün değerler üzerinden toplanmasıyla elde edilen değerdir. Bir sürekli rassal değişken için rassal değişken ile olasılık yoğunluk fonksiyonunun çarpımının aralığı belirsiz integralidir. Fakat dikkat edilmelidir ki bu değerin genel pratik anlamla rasyonel olarak beklenmesi pek uygun olmayabilir, çünkü matematiksel beklentiin olasılığı çok düşük belki sıfıra çok yakın olabilir ve hatta pratikte matematiksel beklenti bulunmaz. Ağırlıklı ortalama olarak da düşünülebilir ki değerler ağırlık katsayıları verilen olasılık kütle fonksiyonu veya olasılık yoğunluk fonksiyonudur.

<span class="mw-page-title-main">Doğrusal olmayan regresyon</span>

Doğrusal olmayan regresyon, istatistik bilimde gözlemi yapılan verilerin bir veya birden fazla bağımsız değişkenin model parametrelerinin doğrusal olmayan bileşiği olan ve bir veya daha çok sayıda bağımsız değişken ihtiva eden bir fonksiyonla modelleştirilmesini içeren bir regresyon (bağlanım) analizi türüdür. Veriler arka-arkaya yapılan yaklaşımlarla kurulan modele uydurularak çözümleme yapılır.

<span class="mw-page-title-main">Kare dalga</span>

Kare dalga, genliğin sabit bir frekansla, iki değer, maksimum ve minumum, arasında eşit süreler kalarak değiştiği, sinüsoidal olmayan periyodik dalgadır. İdeal kare dalgada genliğin iki seviye arasında geçişi anlıktır; bu sırada herhangi bir gecikme yaşanmaz. Ancak bu durum fiziksel sistemlerde gerçeklenebilir değildir. Kare dalgalar elektronikte ve sinyal işlemede sıkça kullanılır. Kare dalga, genlik seviyelerinde kalma süresi farklı olabilen dikdörtgen dalganın özel halidir.

<span class="mw-page-title-main">Spektral yoğunluk</span>

Güç spektrumunun zaman serileri bu sinyale sebep olan frekans bileşenlerinin dağılımını tanımlar. Fourier analizine göre herhangi bir fiziksel sinyal, farklı frekanslara ayrışabilir ya da devamlı bir sıra boyunca frekans spektrumlarına dönüşebilir. Belirli bir sinyal veya herhangi bir sinyal çeşitlerinin istatistiksel ortalaması içerdiği frekans bileşenlerine göre analiz edilir.Buna da spektrum denir.

<span class="mw-page-title-main">Parametre</span> belirli bir sistemi tanımlamak veya sınıflandırmak için yardımcı olabilecek herhangi bir özellik

Parametre belirli bir sistemi tanımlamak veya sınıflandırmak için yardımcı olabilecek herhangi bir özellik. Parametre, sistemi tanımlarken veya performansını, durumunu değerlendirirken yararlı veya kritik olan bir sistem unsurudur.

<span class="mw-page-title-main">Düzlem dalga</span>

Fizikte düzlem dalgalar, uzayda herhangi bir yöne dik düzlemler şeklinde hareket eden dalgalardır. Bu dalgalar, hareket ettikleri yöne dik bir kesit boyunca aynı değeri verir. x ekseninde hızında hareket eden bir düzlem dalganın fonksiyonu,

<span class="mw-page-title-main">Ortak olasılık dağılımı</span>

Ortak olasılık dağılımı ya da birleşik olasılık dağılımı, sayıları birden fazla olan rassal değişkenlerinin birlikte gerçekleşmelerinin olasılık dağılımıdır.

<span class="mw-page-title-main">Bir olayın olma olasılığı</span>

Olasılık yoğunluk fonksiyonu, olasılık kuramı ve bir olayın olma olasılığı dallarında bir rassal değişken olan X için reel sayılı sürekli fonksiyondur.