一信号的定义及分类

第一章主要讲什么是信号，什么是系统。

首先来了解一下信号，我们平时见到的报道称为消息，消息中有意义的内容称为信息，信号是信息的载体，是信息的物理体现。

简而言之，就是通过信号传递信息。

我们平时见到的十字路口的红绿灯就是一种光信号，我们常见的广告牌也可以说成文字、图像信号，电视机接收的信号是一种电信号，而我们主要讨论的就是电信号，简称信号。

电信号的基本形式是随时间变化的电压或电流，通常我们用描述信号，也可以用波形来表示。

需要注意的是在这门课里，“信号”与“函数”两词常相互通用。

1、信号的分类方法很多，下面是从不同的角度对信号分类：2、按实际用途分类：电视信号，雷达信号，控制信号，通信信号，广播信号3、按所具有的时间特性划分：确定信号和随机信号；连续信号和离散信；周期信号和非周期信号；能量信号与功率信号；因果信号与反因果信号；实信号与复信号等等。

下面从时间角度看一下各种信号的含义：确定信号与随机信号：顾名思义，确定性信号就是信号可以用一个确定的时间函数表示。

有便可推知，而随机信号指信号不能用一个确定的时间函数加以确定，它只能用统计方法进行描述,就像在相同条件下，随机信号不能准确的重现某一数值，只能得到某值得概率。

连续信号和离散信号：连续信号就是在连续时间都有定义的信号，至于值域可连续也可不连续，幅值连续为模拟信号（如图一中），否则为量化信号（如图一中）。

离散时间信号是仅在一些离散的时间才有定义的信号，需要注意的是其余时间无定义（不是0）。

幅值连续是取样信号（如图二），离散是数字信号（如图三）。

图一图二图三如图三的仅在一些离散时刻才有定义，间隔，取等间隔，离散信号：，简写为称为序列，k为序号。

用表达式可表示为：，其他或写为：此处必须标明模拟信号通过抽样可化为抽样信号，抽样信号经过量化可化为数字信号，以后会详细讲述变换过程。

周期信号和非周期信号：可以从字面含义理解。

连续周期信号满足：，离散周期信号满足：，满足上述关系的最小（或整数）称为该信号的周期。

信号与系统考研笔记一、信号与系统的基本概念1.信号的定义和分类：信号可以分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等。

2.系统的定义和分类：系统可以分为线性系统和非线性系统，时不变系统和时变系统，连续时间和离散时间系统等。

3.信号的基本运算：包括信号的加法、减法、乘法、除法等基本运算。

4.系统的基本运算：包括系统的串联、并联、反馈等基本运算。

二、傅里叶变换1.傅里叶级数和傅里叶变换的定义：傅里叶级数用于表示周期信号，而傅里叶变换则用于表示非周期信号。

2.傅里叶变换的性质：包括对称性、线性（叠加性）、奇偶虚实性、尺度变换特性、时移特性、频移特性、微分特性、积分特性、卷积特性、相关与自相关特性等。

3.傅里叶变换的应用：包括频域分析、系统响应分析、滤波器设计等。

三、拉普拉斯变换和Z变换1.拉普拉斯变换的定义和性质：拉普拉斯变换是用来分析具有无穷大的时间域信号的一种方法。

2.Z变换的定义和性质：Z变换是用来分析离散时间信号的一种方法。

3.拉普拉斯变换和Z变换的应用：包括系统响应分析、控制系统设计等。

四、线性时不变系统1.LTI系统的定义和性质：LTI系统是指具有线性特性和时不变特性的系统。

2.LTI系统的分析和设计：包括系统的频率响应分析、系统稳定性分析、系统均衡和滤波等。

3.LTI系统的状态空间表示：包括状态空间模型的建立、系统的稳定性和可控性分析等。

五、采样定理和离散傅里叶变换1.采样定理的理解和应用：采样定理规定了采样频率和信号带宽之间的关系，对于连续时间信号的离散化采样具有重要意义。

2.DFT的理解和应用：DFT是离散时间信号的一种基本运算，可以用于信号的分析和处理。

3.快速傅里叶变换（FFT）的理解和应用：FFT是一种高效计算DFT的算法，可以大大提高信号处理的速度和效率。

六、信号与系统的应用和实践1.数字信号处理的应用和实践：包括数字滤波器设计、数字波形合成、数字音频处理等。

信号Signal信号是表示消息的物理量，如电信号可以通过幅度、频率、相位的变化来表示不同的消息。

这种电信号有模拟信号和数字信号两类。

信号是运载消息的工具，是消息的载体。

从广义上讲，它包含光信号、声信号和电信号等。

按照实际用途区分，信号包括电视信号、广播信号、雷达信号，通信信号等；按照所具有的时间特性区分，则有确定性信号和随机性信号等。

信号是运载消息的工具，是消息的载体。

从广义上讲，它包含光信号、声信号和电信号等。

例如，古代人利用点燃烽火台而产生的滚滚狼烟，向远方军队传递敌人入侵的消息，这属于光信号；当我们说话时，声波传递到他人的耳朵，使他人了解我们的意图，这属于声信号；遨游太空的各种无线电波、四通八达的电话网中的电流等，都可以用来向远方表达各种消息，这属电信号。

人们通过对光、声、电信号进行接收，才知道对方要表达的消息。

分类对信号的分类方法很多，信号按数学关系、取值特征、能量功率、处理分析、所具有的时间函数特性、取值是否为实数等，可以分为确定性信号和非确定性信号（又称随机信号）、连续信号和离散信号（即模拟信号和数字信号）、能量信号和功率信号、时域信号和频域信号、时限信号和频限信号、实信号和复信号等。

模拟信号和数字信号：模拟信号是指信号波形模拟着信息的变化而变化，其主要特征是幅度是连续的，可取无限多个值；而在时间上则可连续，也可不连续。

如图2所示。

数字信号是指不仅在时间上是离散的，而且在幅度上也是离散的，只能取有限个数值的信号。

如电报信号，脉冲编码调制(PCM，Pulse Code Modulation)信号等都属于数字信号。

二进制信号就是一种数字信号，它是由“1”和“0”这两位数字的不同的组合来表示不同的信息。

人们依据在通信系统中传送的是模拟信号还是数字信号，把通信系统分成模拟通信系统和数字通信系统。

如果送入传输系统的是模拟信号，则这种通信方式为模拟通信。

如今所使用的大多数电话和广播、电视系统都是采用的模拟通信方式。

信号的分类知识点总结一、信号的基本概念1. 信号的定义信号是带有信息的波形或者电流，可以传送信息的载体。

在通信系统中，信号是指传输中的模拟信号或者数字信号，可以是声音、图像、文本等形式。

在控制系统中，信号指的是传达控制信息或者参数的电气或者物理量。

2. 信号的分类信号可以按照多种特性进行分类，包括：- 按照时间域特性分类：分为连续信号和离散信号。

- 按照频率域特性分类：分为基带信号和载波调制信号。

- 按照数量级分类：分为低频信号、中频信号和高频信号。

- 按照波形形状分类：分为周期信号和非周期信号。

二、信号的时间域特性分类1. 连续信号连续信号指的是在时间上是连续变化的信号，可以用连续的函数来表示。

例如，模拟语音信号、模拟视频信号等都是连续信号。

2. 离散信号离散信号指的是在时间上是不连续的信号，可以用离散的序列来表示。

例如，数字音频信号、数字图像信号等都是离散信号。

三、信号的频率域特性分类1. 基带信号基带信号指的是没有经过频率变换的信号，其频率范围包括直流到最大可用频带之间的所有频率。

例如，普通的模拟声音信号就属于基带信号。

2. 载波调制信号载波调制信号指的是经过频率变换的信号，是将基带信号调制到一个高频信号载波上进行传输的信号。

例如，调幅调制（AM）、调频调制（FM）等都属于载波调制信号。

四、信号的数量级分类1. 低频信号低频信号指的是频率在几百赫兹以下的信号。

例如，语音信号、直流电信号等都属于低频信号。

2. 中频信号中频信号指的是频率在几百赫兹到几百千赫兹之间的信号。

例如，射频信号、调制信号等都属于中频信号。

3. 高频信号高频信号指的是频率在几百千赫兹以上的信号。

例如，微波信号、毫米波信号等都属于高频信号。

五、信号的波形形状分类1. 周期信号周期信号指的是在一定时间间隔内具有重复的波形形状的信号。

例如，正弦信号、方波信号等都是周期信号。

2. 非周期信号非周期信号指的是没有重复的波形形状的信号。