1.2信号描述.分类和典型示例.ppt

§1.2 信号的描述、分类和典型示例 要求：掌握信号的描述方法、分类方法和基本特性。 内容： 信号的描述 信号的分类 典 型 信 号 信号的描述 数学上： 信号是一个或多个变量的函数； 形态上：信号表现为一种波形； 自变量：时间、位移、周期、频率、幅度、相位； 物理上： 信号是信息寄寓变化的形式； 描述信号常用的方法是：数学表达式＋波形 信号的波形：信号通常是时间变量t 的函数，信号随着t 而变化的曲线叫信号的波形。 信号的特性： 信号的时间特性：表示为随时间变化的函数。 信号的频率特性：信号可以分解为许多不同频率的正弦分量之和。 信号的分类 从不同的角度可以将信号分类为： 确定性信号和随机信号 周期信号和非周期信号 连续时间信号和离散时间信号 一维信号和多维信号 时限信号和非时限信号 能量信号和功率信号 电信号和非电信号 实信号和复信号 1.确定性信号和随机信号 若信号可以用确定性图形、曲线或数学表达式来准确描述，则该信号为确定性信号； 若信号不遵循确定性规律，具有某种不确定性，则该信号为随机信号。如电路中的噪声，其强度与频谱因时因地而异，无法准确预测，因此它是随机信号。 随机信号是客观存在的信号，它服从统计规律。研究它的描述、分析与处理已成为一门重要的学科。 1.周期信号和非周期信号 连续信号，若存在： 离散信号，若存在 则称 和 为周期信号。T，N 分别为 它们的周期。 显然，若知道了周期信号一个周期内的变化过程，就可以确定整个定义域内的信号取值。 伪随机信号：从一段时间看信号没有规律，但经过一段时间以后，波形严格重复。 混沌信号：貌似随机而遵循严格规律产生的信号（伪随机码）。。 3.连续时间信号和离散时间信号 连续时间信号：它的描述函数的定义域是连续的，即信号存在的时间范围内，任意时刻都有定义，用t 表示连续时间变量。 离散时间信号：描述函数的定义域是某些离散点的集合，函数只是在某些离散点上才有定义。这些离散点在时间轴上可以均匀分布，也可以不均匀分布，用n 表示离散时间变量。 连续时间和离散时间信号例子： 4.一维信号和多维信号 一维信号：只由一个自变量描述的信号，如语音信号。 多维信号：由多个自变量描述的信号，如图像信号。如图像信号 5.时限信号和非时限信号 能量信号：一个信号如果能量有限，称之为能量信号，如持续时间有限的信号。 功率信号：如果一个信号功率是有限的，称之为功率信号，如周期信号和其它一些持续时间无限的信号。 信号的平均功率 瞬时功率 时段总能量 平均功率 7.实信号和复信号 物理可实现的信号常常是时间t (或n)的实函数(或序列)，其在各时刻的函数(或序列)值为实数。例如，单边指数信号，正弦信号等。称它们为实信号。如： 典型的连续时间信号 （一）指数信号 （二）正弦信号 （三）复指数信号 （四） * * 确定信号 随机信号 周期信号例子： 连续时间信号波形与离散时间信号波形 模拟信号、抽样信号、数字信号 数字信号：时间和幅值均 为离散 的信号。 模拟信号：时间和幅值均 为连续的信号。 抽样信号：时间离散的，幅值 连续的信号。 量化 抽样 时限信号:存在于有限时间范围内的信号 非时限信号:存在于无限时间范围内的信号 6.能量信号和功率信号 连续信号能量： 离散信号能量： 函数（或序列）值为复数的信号称为复信号(complex signal)，最常用的是复指数信号(complex exponential signal)。如： 5.钟形脉冲函数(高斯函数) 1.指数信号 2.正弦信号 3.复指数信号 4. 抽样信号(Sampling Signal) 函数表达式 重要特性：其对时间的微分和积分仍然是指数形式。 K O 表达式： 直流(常数)， 指数衰减， 指数增长 实际应用较多的是衰减指数信号： 通常把 称为指数信号的时间常数，记作?，代表信号衰减速度，具有时间的量纲。 表达式： 振幅： 周期： 频率： 角频率： 初相： 常用的是指数衰减正弦信号： 表达式： 正弦信号和余弦信号常借助于复指数信号来表示，由欧拉（Euler）公式： 讨论： 令：