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1、信号的描述和分信号的描述和分类一、信号的描述一、信号的描述l 信号信号是信息的一种物理体是信息的一种物理体现。它一般是随。它一般是随时间或或位置位置变化的物理量。化的物理量。l 信号按信号按物理属性物理属性分：分：电信号信号和和非非电信号信号。它。它们可可以相互以相互转换。 电信号容易信号容易产生，便于控制，易于生，便于控制，易于处理。本理。本课程程讨论电信号信号-“信号信号”。l 电信号的基本形式信号的基本形式：随：随时间变化的化的电压或或电流。流。l 描述信号的常用方法描述信号的常用方法（1 1）表示）表示为时间的函数的函数 （2 2）信号的）信号的图形表示形表示-波形波形“信号信号”与与
2、“函数函数”两两词常相互通用。常相互通用。二、信号的分二、信号的分类l 按按实际用途划分：用途划分：电视信号，雷达信号，控制信号，通信信号，信号，雷达信号，控制信号，通信信号，广播信号，广播信号， 信号的分信号的分类方法很多，可以从不同的角度方法很多，可以从不同的角度对信信号号进行分行分类。l 按所具有的按所具有的时间特性划分：特性划分：确定信号和随机信号确定信号和随机信号； 连续信号和离散信号信号和离散信号；周期信号和非周期信号周期信号和非周期信号； 能量信号与功率信号能量信号与功率信号；一一维信号与多信号与多维信号信号； 因果信号与反因果信号；因果信号与反因果信号；实信号与复信号；信号与复
3、信号； 左左边信号与右信号与右边信号；等信号；等等。等。1. 确定信号和随机信号确定信号和随机信号可用确定的可用确定的时间函数表示的信号。函数表示的信号。对于指定的某一于指定的某一时刻刻t，有确定的函数，有确定的函数值f(t)。确定性信号确定性信号随机信号随机信号伪随机信号随机信号 貌似随机而遵循貌似随机而遵循严格格规律律产生的信号（生的信号（伪随机随机码）。）。 取取值具有不确定性的信号。具有不确定性的信号。如：如：电子系子系统中的起伏中的起伏热噪声、雷噪声、雷电干干扰信号。信号。2. 连续信号和离散信号信号和离散信号l连续时间信号：信号：在在连续的的时间范范围内内(- - t ）有定）有定
4、义的信号，的信号，简称称连续信号。信号。 这里的里的“连续”指函数的定指函数的定义域域时间是是连续的，的，但可含但可含间断点，至于断点，至于值域可域可连续也可不也可不连续。 用用t t表示表示连续时间变量。量。值域域连续值域不域不连续l离散离散时间信号：信号： 仅在一些离散的瞬在一些离散的瞬间才有定才有定义的信号，的信号，简称称离散信号。离散信号。 定定义域域时间是离散的是离散的，它只在，它只在某些某些规定的离散瞬定的离散瞬间给出函数出函数值，其余其余时间无定无定义。如右。如右图的的f(t)仅在在一些离散一些离散时刻刻tk(k = 0,1,2,)才有才有定定义，其余，其余时间无定无定义。 离散
5、点离散点间隔隔Tk= tk+1- -tk可以相等也可以相等也可不等。通常取等可不等。通常取等间隔隔T，离散信号，离散信号可表示可表示为f(kT)，简写写为f(k)，这种等种等间隔的离散信号也常称隔的离散信号也常称为序列。其序列。其中中k称称为序号。序号。上述离散信号可上述离散信号可简画画为用表达式可写用表达式可写为或写或写为f(k)= ，0，1，2，-1.5，2，0，1，0，k=0=0通常将通常将对应某序号某序号m的序列的序列值称称为第第m个个样点的点的“样值”。 模拟信号，抽样信号，数字信号数字信号：数字信号：时间和幅和幅值均均为离散离散 的信号的信号。模模拟信号：信号：时间和幅和幅值均均为
6、连续 的信号的信号。抽抽样信号：信号：时间离散的，幅离散的，幅值 连续的信号的信号。量量化化抽抽样连续信号与模信号与模拟信号，离散信信号，离散信号与数字信号常通用。号与数字信号常通用。3. 周期信号和非周期信号周期信号和非周期信号 定定义在在(- -，)区区间，每隔一定，每隔一定时间T (或整数或整数N），），按相同按相同规律重复律重复变化的信号。化的信号。连续周期信号周期信号f(t)满足足 f(t) = f(t + mT)，m = 0,1,2,离散周期信号离散周期信号f(k)满足足 f(k) = f(k + mN)，m = 0,1,2,满足上述关系的最小足上述关系的最小T T( (或整数或整
7、数N N) )称称为该信号的周期。信号的周期。不具有周期性的信号称不具有周期性的信号称为非周期信号。非周期信号。举例由上面几例可看出：由上面几例可看出：连续正弦信号一定是周期信号，而正弦序列不一定是正弦信号一定是周期信号，而正弦序列不一定是周期序列。周期序列。两两连续周期信号之和不一定是周期信号，而两周期序周期信号之和不一定是周期信号，而两周期序列之和一定是周期序列。列之和一定是周期序列。例例1 1例例2 2例例3 3连续周期信号示例周期信号示例离散周期信号示例离散周期信号示例1离散周期信号示例离散周期信号示例24能量信号与功率信号能量信号与功率信号 将信号将信号f (t)施加于施加于1电阻上
8、，它所消耗的瞬阻上，它所消耗的瞬时功率功率为| f (t) |2，在区，在区间( , )的能量和平均功率定的能量和平均功率定义为（1）信号的能量）信号的能量E（2）信号的功率）信号的功率P 若信号若信号f (t)的能量有界，即的能量有界，即 E ,则称其称其为能量有能量有限信号，限信号，简称能量信号。此称能量信号。此时 P = 0 若信号若信号f (t)的功率有界，即的功率有界，即 P ,则称其称其为功率有功率有限信号，限信号，简称功率信号。此称功率信号。此时 E = 离散信号的功率和能量对于离散信号，也有能量信号、功率信号之分。于离散信号，也有能量信号、功率信号之分。 若若满足足 的离散信号
9、，称的离散信号，称为能量信号。能量信号。 若若满足足 的离散信号，称的离散信号，称为功率信号。功率信号。5一维信号和多维信号一一维信号：信号：只由一个自只由一个自变量描述的信号，如量描述的信号，如语音信号。音信号。多多维信号：信号：由多个自由多个自变量描述的信号，如量描述的信号，如图像信号。像信号。还有其他分有其他分类，如：，如：l 实信号与复信号信号与复信号l 左左边信号与右信号与右边信号信号l 因果信号和反因果信号因果信号和反因果信号等等。等等。三几种典型确定性信号本本课程程讨论确定性信号。确定性信号。先先连续，后离散；先周期，后非周期。，后离散；先周期，后非周期。1.1.指数信号指数信号2.2.正弦信号正弦信号3.3.复指数信号复指数信号( (表达具有普遍意表达具有普遍意义) )4 4. 抽抽样信号信号(Sampling Signal)
