Zufällige Signalformen in Tikz zeichnen?

Question

Ist es in Tikz möglich, auf einfache Weise ein Signal zu zeichnen ...

Ich bin daran interessiert, so etwas zu zeichnen

Die Form des Signals ist egal... Ich muss nur die Pfeile und den Text dazwischen zeichnen können.

Bezüglich des Meta-Beitrags:

Mit diesem Beitrag wollte ich nie, dass mir jemand die vollständige Lösung gibt. Mich haben nur mögliche Wege interessiert, wie ein zufälliges Signal erzeugt werden könnte, das durch die Sinuslösung gegeben ist ... Ich sehe jetzt, dass der Titel/die Frage möglicherweise irreführend war. Tut mir leid für die Unannehmlichkeiten, die es Ihnen möglicherweise bereitet hat.

Answer 1

Reine TikZ-Lösung:

\documentclass[tikz,
               border=3mm,
               ]{standalone}
\usetikzlibrary{arrows.meta,
                quotes
                }
\begin{document}
    \begin{tikzpicture}[x=16mm,
       every edge/.style = {draw, Straight Barb-Straight Barb},
every edge quotes/.style = {fill=white,font=\footnotesize}
                    ]
\draw[very thick,red, smooth,domain=9:101] plot (\x/10,rand);

\foreach \x in {1, 3, 4, 5, 7, 6, 8, 9, 10}
    \draw[dashed]  (\x,-1.1) -- ++ (0,2.2);

\draw   (3.0,-1.3) edge ["Frame step"] ++ (2,0)
        (5.0,-1.3) edge ["Overlap"] ++ (1,0)
        (1.0,-1.6) edge ["Frame 1"] ++ (3,0)
        (5.0,-1.6) edge ["Frame 3"] ++ (3,0)
        (3.0,-1.9) edge ["Frame 2"] ++ (3,0)
        (7.0,-1.9) edge ["Frame 4"] ++ (3,0);
    \end{tikzpicture}
\end{document}

Answer 2

Mir ist langweilig, also hier ein Vorschlag mit etwas Hilfe von pgfplots.

\documentclass[border=5mm]{standalone}
\usepackage{pgfplots}
\pgfplotsset{compat=1.14} 

\begin{document}
\begin{tikzpicture}[
  doublearrow/.style={
    <->, 
    >=latex,
   every node/.style={fill=white,font=\scriptsize}}]
\begin{axis}[
  axis lines=none,
  clip=false,
  width=12cm,
  height=3cm
]
\pgfmathsetseed{1} % to get same output every time
\addplot[black,smooth,domain=0:10] {rnd};
\pgfplotsinvokeforeach{1,3,3.5,5,7,7.5,9}{% draw vertical dotted line at these x-positions
  \draw [densely dotted] (#1,0) -- (#1,1.5);
}

% draw arrows with text
\draw [doublearrow] (1,-0.2) -- node{Frame 1} (3.5,-0.2);
\draw [doublearrow] (3,-0.4) -- node{Frame 2} (5,-0.4);
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\end{document} 

Und weil ich daran gearbeitet habe, während andere Antworten gepostet wurden, nur mit TikZ. Ich habe einige Makros erstellt, die Rahmenbreite, Schrittweite usw. enthalten, sodass Sie bei Bedarf problemlos Änderungen vornehmen können. Ändern Sie ein Makro, und alle Pfeile bewegen sich ebenfalls. (Ich gehe davon aus, dass Rahmenbreite und Schrittweite hier konstant sind.)

\documentclass[border=5mm]{standalone}
\usepackage{tikz}
\begin{document}
\begin{tikzpicture}[
  doublearrow/.style={
    <->, 
    >=latex,
   every node/.style={fill=white,font=\scriptsize}}]

\pgfmathsetseed{42}
\draw plot[smooth,domain=0:12,samples=25] (\x,rnd);

\pgfmathsetmacro\FrameStart{1}
\pgfmathsetmacro\FrameW{3}
\pgfmathsetmacro\FrameOverlap{0.5}
\pgfmathsetmacro\FrameStep{\FrameW-\FrameOverlap}

\foreach[
  evaluate=\i as \y using {ifthenelse(mod(\i,2)==0,-0.4,-0.8)},
  evaluate=\i as \X using \i*\FrameStep+\FrameStart,
  count=\j
] \i in {0,...,3} {
  \draw [densely dotted] (\X,0) -- (\X,1.5);
  \draw [densely dotted] (\X+\FrameW,0) -- (\X+\FrameW,1.5);
  \draw [doublearrow] (\X,\y) -- node{Frame \j} (\X+\FrameW,\y);
}
\draw [doublearrow] (\FrameStart+\FrameStep,1.3) -- node{Frame step} +(\FrameStep,0);
\draw [doublearrow] (\FrameStart+3*\FrameStep,1) -- node[above=2pt,font=\tiny]{Overlap} +(\FrameOverlap,0);

\end{tikzpicture}
\end{document} 

Answer 3

Ich habe diese Lösung basierend auf dem Vorschlag von @Dr.ManuelKuehner erstellt:

\begin{figure}[H]
    \centering
    \begin{tikzpicture}
        % Frame length: 3
        % Overlap length:0.6
        % Frame start sections: 0 - 1.4 - 2.8 - 4.2
        % Frame end sections: 2 - 3.4 - 4.8 - 4.2

        \draw[->]   (-1,0) -- ++ (12,0) node[right] {Time}; %X-axis line
        \draw[thick, blue] plot[domain=0:11.7*pi, samples=60]  (\x/pi,{sin(0.9*\x r) + sin(0.42*\x r)}); %sine wave

        \draw[densely dashed]   (0,-1.5) -- + (0,3.0)      (3,-1.5) -- + (0,3.6);% frame 1 
        \draw[<->]      (0,-1.3) -- node[below] {Frame 1} + (3,0);

        \draw[densely dashed]   (2.4,-1.1) -- + (0,3.3)      (5.4,-1.1) -- + (0,4.1);
        \draw[<->]      (2.4,2.1) -- node[above] {Overlap} + (0.6,0);
        \draw[<->]      (2.4,-2.1) -- node[below] {Frame 2} + (3,0);


        \draw[densely dashed]   (4.8,-1.5) -- + (0,4.4)      (7.8,-1.5) -- + (0,3.6);
        \draw[<->]      (4.8,2.9) -- node[above] {Overlap} + (0.6,0);
        \draw[<->]      (4.8,-1.3) -- node[below] {Frame 3} + (3,0);


        \draw[densely dashed]   (7.2,-1.1) -- + (0,3.3)      (10.2,-1.1) -- + (0,3.3);
        \draw[<->]      (7.2,2.1) -- node[above] {Overlap} + (0.6,0);
        \draw[<->]      (7.2,-2.1) -- node[below] {Frame 4} + (3,0);

    \end{tikzpicture}  
\end{figure}