אות שמע – אותות שאינם מחזוריים

אותות שאינם מחזוריים (Non Periodic Signals) הם האותות בהם אנו נתקלים ב”עולם האמיתי”, שבו כלים אינם מפיקים תווים קבועים באופן מתמשך ויציב.
למעשה, ההיפך הוא הנכון, תווים מופקים לרגעים קצרים, כאשר הזמן הדרוש להתהוותם ולדעיכתם ארוך לפעמים מהזמן שבו הם מתקיימים כצליל מתמשך ויציב.
התרשמותנו מצליל מושפעת מהמעטפת שלו, ז”א מהאופן שבו הוא מתהווה, מתקיים ודועך במשטר הזמן, לא פחות משהיא מושפעת מהרכבו הספקטראלי. 
האינפורמציה שבאות בלתי מחזורי משתקפת באופן חלקי במשטר התדר, ובאופן חלקי במשטר הזמן.

אותות מוזיקליים הם לרוב “קצת מחזוריים”, ז”א תנודה דומה לקודמתה אך אינה זהה לה.
ככל שרב השוני בין תנודה לקודמתה, נושא האות אינפורמציה רבה יותר במשטר הזמן.
צפיפותו הספקטראלית של אות בלתי מחזורי משתנה מתנודה לתנודה, ולכן יש לציין אם מדובר בצפיפות הרגעית או בזו הממוצעת על פני זמן.
הצפיפות הספקטראלית הממוצעת מהווה אומדן ל”כמה באס” או “כמה טרבל” יש בקטע המוזיקאלי.
לעומתה, הצפיפות הספקטראלית הרגעית חשובה למהנדס המערכת, המתעניין במצבים הקיצוניים ביותר עימהם תיאלץ המערכת להתמודד.

נאמר קודם כי אוזננו אדישה בד”כ להפרשי מופע כשמדובר באות מחזורי, אך האם כך הוא גם לגבי אות שאינו מחזורי?
כדי לבדוק זאת יש להבין כי שינוי הפרשי המופע שבין רכיבי האות משמעו עיכובם בזמן של אלה יחסית לאחרים, וברור שאם יהיה העיכוב משמעותי מספיק נוכל להבחין בו.
למשל, אם יעוכבו רק רכיביו הנמוכים של האות הלא מחזורי המופק מנקישת פסנתר ויגיעו לאוזננו דקה אחרי הרכיבים הגבוהים, ברור שנבחין בכך.
לו היה זה אות מחזורי לא הייתה לעיכוב הארוך כל משמעות – רכיביו של האות היו קבועים ממילא ולכן לא היה זה משנה אם חלקם “נוצרו” לפני שעה בעוד האחרים “הצטרפו” אליהם רק לפני דקה, אוזננו איננה יכולה “לדעת” זאת.
מהו אם כן העיכוב המינימאלי (באות בלתי מחזורי) שניתן לשמעו? התשובה לכך תלויה באופיו של האות, אך מסתמן כי עיכוב קצר מ-200 מיקרו שנייה אינו שמיע בשום מקרה.
מידת עיכובם בזמן של רכיבי האות משתקפת הרבה פעמים, אך לא תמיד, ב”עיכוב החבורה” (Group Delay).
עיכוב חבורה אחיד לרוחב ספקטרום השמע מהווה תנאי הכרחי (אם כי לא מספיק) לכך שכל הרכיבים יעוכבו באותה המידה, ז”א תנאי הכרחי לכך שהפרשי המופע המקוריים שביניהם יישמרו.