Signalquellen

Signalquellen bezeichnet man in der Signalverarbeitung als Prozesse oder Geräte, die Signale erzeugen, die ein System antreiben oder testen. Die Signale können analog oder digital vorliegen und zeitlich kontinuierlich oder diskret erzeugt werden. Signalquellen lassen sich grob in deterministische und stochastische Quellen unterscheiden und weiter nach Zeitstruktur (kontinuierlich oder diskret) und statistischen Eigenschaften ordnen.

Deterministische Quellen liefern exakt wiederholbare Signalmuster, zum Beispiel Sinus-, Rechteck- oder Pulssignale. Stochastische Quellen erzeugen Signale als Zufallsprozesse, etwa Gaussche oder Poisson-Verteilungen, und werden durch Wahrscheinlichkeitsverteilungen, Autokorrelation und spektrale Eigenschaften beschrieben. Quellen können stationär sein, d. h. statistische Eigenschaften ändern sich nicht über die Zeit, oder nicht-stationär, wobei Eigenschaften wie Mittelwert oder Varianz zeitabhängig sein können.

Wichtige Kennwerte von Signalquellen sind Amplitude, Frequenzinhalt und die Wahrscheinlichkeitsverteilung der Signale. Die spektrale Dichte gibt Aufschluss über den Frequenzinhalt, während die Autokorrelation Rückschlüsse auf zeitliche Abhängigkeiten ermöglicht. Modelle zur Quellbeschreibung umfassen white noise (idealisiertes, unkorreliertes Rauschen), geköpert farbige Rauscheffekte (colored noise) sowie autoregressive, Moving-Average- oder ARMA-Modelle; oft wird auch die Wide-Sense-Stationary-Annahme genutzt.

Anwendungen finden sich in der Kommunikation, Mess- und Prüftechnik, sowie in der Audio- und Bildverarbeitung. In Systemtheorie werden Signalquellen zusammen mit Kanälen und Empfängern als Bestandteile eines Signalsystems modelliert, wobei die Quelle die zu übermittelnde Information bereitstellt.