BSV

Besteht dagegen das Signal nur aus Zeichen, wobei jeweils ein Zeichen einem bestimmten Wertbereich des Signalparameters entspricht, dann spricht man von einem Digitalsignal

Signale, deren Zeitfunktion x(t) in analytischer Form vollständig angegeben werden können

--> lassen sich mittels math. Funktionen beschreiben

Beispiele: 

- periodische (Sinus, Rechteck...)

- nichtperiodisch (z.B. gedämpftes Pendel...)

- quasiperiodische (z.B. EKG)

- harmonische Signale

- nicht-harmonische Signale

- eine oder mehrere ganzzahlige Vielfache der Grundwelle können vorliegen

- Beispiele: typischerweise technischer Herkunft, z.B. Stromversorgung

- Periodizität vorhanden

- Verlauf nicht sinusförmig

- Beispiele:

- Piethysmographische Pulskurve

- elektrische Reiztherapie

- Zeilenablenkspannung bei Röhrenmonitor

- energiereiche kurze Zeitverläufe vor einem relativ ruhigen Hintergrund

- Beispiele:

- Elektrokardiogramm (EKG)

- Elektromyogramm (EMG)

- Schaltnetzteile

- rechteckförmige Zeitverläufe

- Beispiel: Digital kodierte Datenübertragung (kabelgebunden und kabellos)

- Periodizität beschränkt sich auf einen zeitlichen Rahmen

- Beispiele:

- Elektrokardiogramm (EKG)

- Elektromyogramm (EMG)

- Beispiel harmonische Schwingung: x(t) = A · sin(2πf ·t - ø)

- Frequenz (f [Hz]): Häufigkeit der Wiederholungen bei periodischen Vorgängen

- Amplitude (A): maximale Auslenkung vom arithmetischen Mittelwert (Bei sinusfärmigen Signalen)

- Periodendauer (T [s]): das kleinste zeitliche (oder örtliche) Intervall, nach dem sich der Vorgang wiederholt

- Phasenverschiebung (ø [rad]): Differenz der Nulldurchgänge zweier gleicher Periode (oder ganzzahlige Vielfache --> harmonische Oberwellen)

Lineare Mittelwert (Gleichwert) x(t) oder (x(t)) beschreibt den Gleichanteil des periodischen Signals. Er wird als Verhältnis der Fläche des Signals über der Zeit innerhalb einer Periode (oder ganzzahliem Vielfachen) und der Periodendauer T gebildet. 

Er ist ein Mass für den der periodischen Funktion überlagerten Gleichanteil (z.B. U_offset)

beschreibt den Effektivwert x_eff (RMS: Root Mean Square), den Wert der zugehörigen elektrischen Gleichgrösse mit identischen Leistungsumsatz. 

bezeichnet den Mittelwert des Betrages eines Signals x(t) über eine Periode (average rectified value (ARV))

Der Gleichrichtwert eines Stromsignals gibt an, welcher Gleichstrom die identische Ladungsmenge transportiert, wie der gleichgerichtete Wechselstrom. 

- Amplitude (A): maximale Auslenkung vom Basiswert

- Impulsdauer (t_x[s]): Pulse width

- Zeitliche Dauer bei welchem sich der Impuls über 50% der Amplitude befindet (t_FWHM), FWHM: "full width half maximum"

- Impulsverzögerung (t_d[s]): Delay time

- Zietliche Verzögerung des Maximalwertes bezogen zu einem Referenzwert (z.B. t=0)

Stochastische Signale (Zufallssignale) sind Signale deren Signalverlauf x(t) nicht (oder zumindest nicht vollständig) in mathematischer Frm beschreibbar ist.

--> lassen sich nicht exakt berechnen

--> Beschreibung mit statistischen Regeln möglich

Ein solches Signal kann für die Zukunft nicht exakt vorhergesagt werden

--> permanent eingebrachte Störungen im Biosignal

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Transiente Vorgänge sind nicht vorhersehbare, nicht periodische, temporäre Signale. Transiente treten als schnelle, sprunghafte Änderung der Eingangsgrösse auf

- Bewegungsartefakte (z.B. Patientenbewegung)

- Ausgleichsvorgänge (z.B. Kondensatorentladung)

- Spitzen und Sprünge (z.B. mechanische Kontakte, Funken)

- Einschalt-/ Einschwingvorgang (z.B. Ab- und Einschalten von Maschinen)

--> (temporär) eingebrachte Störung im Biosignal

beschreibt das idealisierte ungestörte Signal mit der gewünschten Information.

"Signal, welches Informationen transportiert und von einem oder mehreren Empfängern aufgenommen werden soll"

beschreibt einen unerwünschten Anteil, der keine Information enthält.

"Signal, welches den Empfang eines Nutzsignals beeinträchtigen kann"

In der Realität überlagert ein Stör- oder Rauschsignal (Noise) n(t) das idealisierte Nutzsignal s(t).

Erfasst wird dann letztlich das gestörte oder verrauschte, reale Signal x(t), welches sich aus der Überlagerund (Superposition) von Nutz- und Störsignal ergibt.

x(t) = s(t) + n(t)

Signal-Rausch Verhältnis (S/N, SNR) eines realen Signals x(t) beschreibt das Verhältnis der Leistungen von Nutzsignal s(t) und Rauschsignal n(t).

Das Bel (B) bezeichnet ein Hilfsmass zur Kennzeichnung von Pegeln oder Massen (nach Alexander Bell).

In der Regel wird der zehnte Teil eines Bels verwendet, das Dezibel (dB).

Das Bel kennzeichnet den dekadischen Logarithmus zweier gleichartiger Leistungs- oder Energiegrössen (P_i).

--> erste Gleichung: Q=...

In der Regel (lineare Systeme) verhalten sich die Leistungsgrössen (P) proportional zu den Quadrat der einwirkenden Feldgrössen (F: z.B. Spannung, Schalldruck...)(P~F^2)

Klassische "intuitive" Beschreibung von Signalen erfolgt im Zeitbereich. Die Darstellung der Signalwerte (x) erfolgt in Abhängigkeit der Zeit (t): 

x = fkt(t) = x(t)

Alternativ kann man Signale (X) auch als Summe von Sinusschwingungen, die sogenannte Fourierreihe im Frequenzbereich (f) darstellen: 

X = fkt(f) = X(f) = F(x(t))

X(f) - x(t) 

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