SIGNAL_API_v1

Guida didattica alle famiglie di operazioni per signal processing e sistemi.

Versione verificata

Providermath.signal 1.2.0
APISIGNAL_API_v1
Dipendenzamath.numeric

1. In parole semplici

È una libreria pubblica di matematica per segnali e sistemi. Offre primitive generiche — filtri, convoluzione, PSD, STFT, modelli LTI, wavelet, metriche — ma non decide da sola quale workflow scientifico usare. Quella scelta appartiene ai moduli Analysis e all'utente.

Architettura SIGNAL API
Il servizio produce risultati tipizzati; i moduli di dominio decidono Dataset, finestre, publication e interpretazione.

2. Famiglie e operazioni pubbliche

FamilyOperations
convolutionlinear, circular, deconvolve
correlationauto, cross, delay
filterinspect, causal, zero_phase, sos
designbutterworth, chebyshev1, chebyshev2, elliptic, bessel, estimate_order, fir_window
multiratedecimate, interpolate, rational
ltiinspect, tf, zpk, ss, zoh, tustin, foh, prewarp, matched
responseevaluate, frequency, impulse, step, input
spectralperiodogram, welch, cross_psd, coherence, frf_h1, frf_h2, asd, window_metrics
stftforward, inverse
analyticsignal, envelope, phase, instantaneous_frequency
frequency_metricgain, group_delay, phase_delay, peak, resonance, bandwidth, q, margins
time_metricstep, slew, pulse
qualitybasic, snr, harmonics, spectrum
eventscrossings, period, delay
cepstrumreal, complex, inverse, lifter
waveletdwt, inverse_dwt, cwt, scalogram
generatesine, multi_tone, chirp, square, pulse, impulse, white_noise, colored_noise, am, fm

3. Convolution e correlation

Convolution combina segnale e kernel/sistema; correlation misura similarità a diversi lag. Cross-correlation e delay sono utili per ritardi fra segnali, ma richiedono grid e semantica coerenti.

4. Filter e design

Supporta applicazione causal/zero-phase/SOS e design Butterworth, Chebyshev, elliptic, Bessel e FIR-window. Ordine, cutoff/ripple e band type sono espliciti; richieste non valide falliscono invece di essere silently adjusted.

5. LTI e responses

Transfer function, zero-pole-gain e state-space sono rappresentazioni di sistemi lineari. L'API può ispezionare, discretizzare e calcolare frequency/impulse/step/input responses. Per MIMO e coefficienti complessi alcune conversioni sono deliberatamente limitate.

6. Spectral e STFT

Periodogram/Welch/cross PSD/coherence/FRF e ASD sono primitive; STFT forward/inverse fornisce una rappresentazione tempo-frequenza e ricostruzione overlap-add.

7. Cepstrum e wavelet

Cepstrum evidenzia periodicità nella struttura spettrale. Wavelet permette DWT/CWT/scalogram con scale dichiarate; è un'analisi multi-risoluzione distinta dalla STFT.

8. Metriche

frequency_metric, time_metric e quality producono bandwidth, Q, delay, margins, rise/fall/settling, slew, pulse width, SNR, harmonic quality e spectrum-quality metrics come SINAD/THD+N/SFDR/ENOB quando le condizioni richieste sono rispettate.

9. Generazione deterministica

generate.* produce sine, multi-tone, chirp, square/pulse/impulse, noise seeded, AM e FM. Noise richiede un seed per garantire riproducibilità.

10. Script Bridge

La dev-031 rende script-callable un ampio sottoinsieme delle operations. La reference completa di SIGNAL_API può essere più ricca della coverage corrente del Bridge; verifica sempre gxtxt_api_describe('SIGNAL_API_v1') prima di assumere che una nuova operation sia disponibile allo script.

11. Collegamenti