文档介绍：信号的概念人们在日常生活和生产实践中, 总是要不断地以各种方式发出消息和接收消息。古代人们利用烽火台的火光、击鼓鸣金的声音来传送警报或传达命令, 或利用信鸽、旗语、驿站等传送消息; 现代的人们手持通信机, 以个人相应的电话号码呼叫或被呼叫, 进行语音、图像、数据等各种信号的传输等等, 这些都是消息的不同收/发方式。由于消息一般不便直接传输, 故需要某种物理量作为载体。第一章信号与系统的基本概念 如通过声、光、电等的变化形式来表示和传送消息, 即形成了声信号、光信号和电信号。由此可见, 信号是消息的表现形式, 消息是信号的具体内容。在数学上, 信号可以表示为一个或多个变量的函数, 且不同物理形态的信号之间可以相互转换。描述信号的基本方法是写出它的数学表达式, 此表达式是时间的函数, 依据函数绘出的图像称为信号的波形。为方便讨论, 本书中将信号与函数两名词通用。除了用数学表达式和波形进行描述外, 随着问题的深入, 还引用了频谱分析、各种变换等方式来描述和研究信号。 信号的分类 由于信号的物理属性、用途和数学特征不同, 因此其分类方法也不同。例如, 按其物理属性, 可分为声信号、光信号和电信号等; 按照不同的用途, 可分为雷达信号、电视信号和通信信号等; 按照数学特征, 又有奇信号和偶信号之分,等等。在信号与系统分析中常用的分类方法如下。1. 确定性信号与随机信号如果信号可以被表示为某一确定的时间函数, 即对于某一指定时刻, 有一确定的函数值与之对应, 则将这类信号称为确定性信号。例如, 我们熟知的正弦信号、余弦信号等就是确定性信号。第一章信号与系统的基本概念 与确定性信号相反, 不能用某一确定的时间函数来描述的信号, 就称为随机信号。这类信号往往具有不可预知的不确定性, 因为信号在传输过程中, 不可避免地要受到各种干扰和噪声的影响, 这些干扰和噪声都具有随机性。对于随机信号,由于不能给出确切的时间函数, 故一般采用统计规律方法对其进行研究。2. 连续时间信号与离散时间信号 若时间函数自变量的定义域是连续的, 则该信号是连续时间信号, 。对时间(自变量)和函数值都连续的信号又称为模拟信号。 连续时间信号第一章信号与系统的基本概念若时间函数自变量的定义域是某些离散点的结合(这些离散点在时间轴上可以是均匀分布的, 也可以是不均匀分布的), 在其他时间函数没有定义, 则该信号是离散时间信号, 。 在生产实际中, 如银行发布的存款利率、按年度或月份统计的人口数量等等都是典型的离散时间信号。另外, 离散时间信号还可以是连续时间信号的抽样信号, , f(kTs)是在t=kTs各点的f(t)值, 并称f(kTs)为f(t)的抽样信号。Ts为抽样周期, 1/Ts为抽样频率。通常又将f(kTs)简记为f(k), k为整数, 是各函数值的序号。如果离散时间信号的值只能取某些规定的数值, (b)所示, 则又称为数字信号。 连续信号与抽样信号第一章信号与系统的基本概念3. 周期信号与非周期信号在确定性信号中, 又有周期信号与非周期信号之分。若信号按一定时间间隔周而复始地重复着某一规律, 则称之为周期信号。其表示形式为f(t)=f(t+nT),n=0, ±1, ±2,…()满足此关系的最小T值称为信号的周期。若信号在时间上不具有周而复始的特性, 则称之为非周期信号。如果令周期信号的周期T趋于无穷大, 则周期信号就变成了非周期信号。实际上, 真正的周期信号是不存在的, 所谓周期信号, 是指在相当长的时间内按某一规律重复变化的信号。