信号基础知识

信号与系统知识点整理信号与系统是电子、通信、自动化等领域中的基础课程之一，主要研究信号的产生、传输、处理和分析等内容。

下面是信号与系统的知识点整理。

1.信号的分类：-连续信号：在时间和幅度上都是连续的信号，如声音、电压波形等。

-离散信号：在时间上是离散的信号，如数字音频、数字图像等。

-周期信号：在一定时间周期内重复出现的信号，如正弦信号、方波等。

-非周期信号：在一定时间段内不重复出现的信号，如脉冲信号、矩形波等。

2.基本信号：-阶跃信号：在其中一时刻突然跃变的信号。

-冲击信号：在其中一时刻瞬间出现并消失的信号。

-正弦信号：以正弦函数表示的周期信号。

-方波信号：由高电平和低电平构成的周期信号。

3.系统的分类：-时不变系统：输出不随时间变化而变化的系统。

-线性系统：满足叠加性质的系统。

-因果系统：输出仅依赖于当前和过去的输入的系统。

-稳定系统：有界的输入产生有界的输出的系统。

4.线性时不变系统的特性：-线性性质：满足叠加性质。

-时不变性：系统的输出只取决于输入信号的当前和过去的值。

-冲激响应：线性时不变系统对单位冲激信号的响应。

5.离散时间系统的表示：-差分方程：用差分方程表示离散时间系统。

-传输函数：用传输函数表示系统的输入和输出之间的关系。

6.离散时间信号的分析：-Z变换：将离散时间信号从时域变换到Z域的方法。

-序列的频率表示：幅度谱、相位谱和角频率。

7.连续时间系统的表示：-微分方程：用微分方程表示连续时间系统。

-传递函数：用传递函数表示系统的输入和输出之间的关系。

8.连续时间信号的分析：-傅里叶级数：将连续时间周期信号分解成一系列正弦和余弦函数的和。

-傅里叶变换：将连续时间非周期信号从时域变换到频域。

9.信号处理的应用：-通信系统：对信号进行调制、解调、编码、解码等处理。

-图像处理：对图像进行滤波、增强、压缩等处理。

-音频处理：对音频信号进行降噪、消除回声、变声等处理。

-生物医学信号处理：对生理信号如心电图、脑电图等进行分析和识别。

信号基础知识（摘录）信号部分一. 信号信号：是传递信息的符号。

铁路信号设备是一个总名称，概而言之为信号、联锁、闭塞铁路信号：是向有关行车和调车作业人员发出的指示和命令；联锁设备：用于保证站内行车和调车工作的安全和提高车站的通过能力；闭塞设备：用于保证列车区间内运行的安全和提高区间的通过能力。

（一）铁路信号的分类铁路信号按感官的感受方式可分为视觉信号和听觉信号两大类。

视觉信号：是以颜色、形状、位置、灯光和状态等表达的信号。

如用信号机、信号旗、信号灯、信号牌、信号表示器、信号标志及火炬等显示的信号都是视觉信号。

听觉信号：是以不同器具发出音响的强度、频率、和音响的长短时间等表达的信号。

如用号角、口笛、响墩发出的音响以及机车、轨道车鸣笛等发出的信号，都是听觉信号。

铁路信号又按信号机具是否可以移动分为固定信号、移动信号和手信号。

固定信号是铁路信号设备的主要组成部分。

在我国铁路上，依据运营要求，采用下列基本的信号。

1. 要求停车的信号；（一般叫做禁止信号或简称停车信号）。

2. 要求注意或减速运行的信号；（一般叫做运行信号）。

3. 准许按规定速度运行的信号。

（一般叫做运行信号）。

视觉信号的基本颜色及其基本意义是：1. 红色-----停车；2. 黄色-----注意或减低速度；3. 绿色-----按规定速度运行。

4. 月白色-----表示准许调车信号或引导信号。

5. 兰色--------表示禁止调车信号或容许信号。

固定的视觉信号可按下列主要基本性质分类：1. 按信号构造分为：色灯信号机、臂板信号机、机车自动信号和信号表示器。

2. 按信号的使用时间分为：（1）昼间信号；（2）夜间信号；（3）昼夜通用信号。

昼间信号以臂板信号机臂板的不同颜色、形状、尺寸及位置等显示；夜间信号以臂板信号机上的灯光和数目等显示；昼夜通用信号则以色灯信号机、机车自动信号显示器的灯光颜色、数目等显示。

3. 按发送信号的方法分为：（1）位置信号；例如臂板信号机。

信号与系统知识点信号与系统是电子工程及相关学科中的重要基础知识，其主要研究对象是信号的产生、传输、处理和分析，以及系统的特性和响应。

本文将探讨一些与信号与系统相关的重要知识点。

一、信号的分类信号是信息的表达方式，可以分为连续信号和离散信号。

连续信号是在时间和幅度上都是连续变化的，如模拟音频信号。

离散信号则是在时间或幅度上存在着间隔，如数字音频信号。

二、信号的表示和性质信号可以用数学函数进行表示，常见的信号类型有周期信号和非周期信号。

周期信号以某种周期性重复出现，如正弦信号；非周期信号则无规则的重复性。

信号还具有幅度、频率和相位等性质，这些性质对信号的分析和处理非常重要。

三、系统的响应系统是对输入信号做出某种处理的过程，系统的响应可以分为时域响应和频域响应。

时域响应是指系统对输入信号随时间的响应过程，可以通过巴特沃斯滤波器等工具进行分析。

频域响应则是指系统对不同频率的输入信号的响应情况，可以通过傅里叶变换等方法进行分析。

四、系统的特性系统的特性是描述系统行为的重要指标，主要包括线性与非线性、时不变与时变、稳定与不稳定等。

线性系统具有叠加性和比例性，输入和输出之间存在着线性关系；非线性系统则没有这种特性。

时不变系统的性质不随时间变化，稳定系统的输出有界且收敛于有限值，而不稳定系统则可能产生无界的输出。

五、卷积与相关卷积和相关是信号与系统分析中常用的运算符号。

卷积表示两个信号的叠加与重叠，它可以用于系统的输入与输出之间的关系描述。

相关则是通过计算信号之间的相似性，用于信号的匹配与识别。

六、傅里叶变换傅里叶变换是信号与系统分析中最重要的数学工具之一。

它可以将信号从时域转换到频域，使得信号的频率特性更加清晰。

傅里叶变换有连续傅里叶变换和离散傅里叶变换两种形式，分别适用于连续信号和离散信号的频域分析。

七、采样与重构采样和重构是数字信号处理中常用的技术。

采样是将连续信号转换为一系列离散的采样点，重构则是通过这些离散采样点还原出原始信号。

信号处理基础知识在我们生活的这个充满信息的世界里，信号无处不在。

从我们日常交流使用的手机信号，到医疗设备检测身体状况的生理信号，再到各种电子设备中的电信号，信号处理在其中发挥着至关重要的作用。

那么，什么是信号处理？它又包含哪些基础知识呢？首先，让我们来理解一下什么是信号。

简单来说，信号就是传递信息的载体。

它可以是随时间变化的电压、电流、声音、图像等等。

例如，当我们说话时，声音就是一种信号，它包含了我们想要表达的信息。

而信号处理，就是对这些信号进行各种操作和变换，以提取有用的信息、去除噪声、增强信号的特征或者将信号转换成更适合传输、存储和分析的形式。

信号可以分为两大类：模拟信号和数字信号。

模拟信号是连续变化的，它在时间和幅度上都是连续的。

比如老式的磁带录音，上面的磁信号就是模拟信号。

而数字信号则是离散的，它在时间和幅度上都进行了量化。

像我们现在使用的电脑中的数据、手机里的数字音频等，都是数字信号。

在信号处理中，有几个重要的概念我们需要了解。

第一个是采样。

由于计算机只能处理数字信号，所以我们需要将模拟信号转换为数字信号。

采样就是这个转换过程中的关键步骤。

它是按照一定的时间间隔对模拟信号进行测量，得到一系列离散的样本值。

采样定理告诉我们，为了能够从采样后的数字信号中完全恢复出原始的模拟信号，采样频率必须至少是原始信号最高频率的两倍。

第二个是量化。

在采样得到样本值后，我们还需要将这些值用有限的数字来表示，这就是量化。

量化会引入一定的误差，但通过合理选择量化级数，可以控制误差在可接受的范围内。

第三个是傅里叶变换。

这是信号处理中非常强大的工具。

它可以将一个信号从时域转换到频域，让我们能够看到信号在不同频率上的成分。

通过傅里叶变换，我们可以分析信号的频率特性，例如哪些频率成分比较强，哪些比较弱，这对于去除噪声、滤波等操作非常有帮助。

接下来，我们说一说信号处理中的滤波。

滤波就是让特定频率范围内的信号通过，而阻止其他频率的信号。

信号专业基础知识（施工）中铁电气化局西安通信信号工程处工程管理科2008．5目录一、信号基础常识及意义1、信号1）铁路信号2）铁路信号分类2、铁路信号设备3、技术及设备（1）、区间信号（2）、车站信号（3）、行车指挥自动化（4）、列车运行自动化（5）、驼峰调车控制（6）、铁路道口防护（7）、防护报警（8）、可靠性和故障-安全原则4、联锁5、闭塞（1）、区间和分界点（2）、闭塞（3）、区间分类6、信号专业施工常识(1）、信号施工任务(2)、工具及仪表二、电缆及电缆线路三、信号机四、轨道电路五、道岔六、联锁七、车站联锁八、区间1)闭塞2）传统的自动闭塞3）装备列车运行控制自动的自动闭塞九、其它1、箱盒及基础2、设备及器件3、安装及配线4、导通（模拟试验）及实验5、开通及竣工6、简单的电工知识一、信号的常识及意义1、信号1）铁路信号用特定的物体（包括灯）的颜色、形状、位置，或用仪表和音响设备等向铁路行车人员传达有关机车及车辆运行条件、行车设备状态以及行车的指示和命令等信息。

目前，人们对铁路信号有不同的理解。

有人把铁路信号广义理解为：保证铁路行车安全的技术和设备；有人狭义理解为：用于向行车人员指示行车条件的符号；有人则认为：铁路信号是铁路上信号显示、联锁、闭塞设备的总称。

铁路信号主要功能是保证铁路行车安全。

随着铁路信号技术的发展和铁路信号的广泛应用，铁路信号也成为提高铁路区间和车站的通过能力、增加铁路运输经济效益、改善铁路员工劳动条件的一种现代化科学管理手段和技术。

所有行车人员都应该遵守。

铁路信号从广义上讲，包括听觉信号和视觉信号两大类。

用音响表达的信号为听觉信号，如号角、口笛，机车鸣响、响墩等；用颜色、形状、位置、显示数目及灯光状况表达的信号为视觉信号，如信号旗、信号灯、信号牌、信号机、火炬等。

2）铁路信号分类①按人的感觉可分为视觉信号和听觉信号。

视觉信号是以物体（包括灯）的形状、颜色、位置、数目等显示信号；听觉信号是利用号角、笛、响墩等发出的音响表示信号。

通信信号处理的基础知识与技术通信信号处理是指对信号进行采样、量化、编码、调制、解调、调制解调等一系列操作的过程，它是现代通信系统中不可或缺的一部分。

本文将介绍通信信号处理的基础知识与技术，包括信号的基本属性、信号采样与量化、编码与调制等内容。

一、信号的基本属性信号是指一种包含有关消息或信息的电、光、声等形式的波动。

信号可以是连续的，也可以是离散的。

连续信号是指在时间和幅度上都是连续变化的信号，如声音信号、光信号等；离散信号是指在时间或幅度上是离散变化的信号，如数字信号等。

信号可以表示为函数的形式，如x(t)表示连续时间信号，x[n]表示离散时间信号。

信号的幅度可以是实数或复数，其取值范围可以是有限的或无限的。

二、信号采样与量化信号采样是指将连续时间信号转换为离散时间信号的过程。

采样频率决定了信号在时间轴上的离散程度，采样频率越高，信号离散程度越高，还原信号的准确性越高。

信号量化是指将连续幅度信号转换为离散幅度信号的过程。

量化过程中，幅度取样值被映射到一个有限的量化级别中，这个量化级别由设定的量化位数来决定。

信号的采样与量化都会引入误差，因此在信号处理中需要选择适当的采样频率和量化位数，以平衡信号重建的准确性和处理的复杂性。

三、信号编码与调制信号编码是指将信号转换为具有不同表达形式的编码信号的过程，以便在传输或存储中更高效地表达和处理。

常见的信号编码方式有脉冲编码调制（PCM）、差分脉冲编码调制（DPCM）等。

信号调制是指将数字信号转换为模拟信号的过程，以便在传输中以模拟信号的形式传递。

常见的信号调制方式有脉冲幅度调制（PAM）、正交振幅调制（QAM）、频移键控（FSK）等。

编码和调制可以结合使用，以满足不同的通信需求。

通过编码和调制，可以使信号更好地适应传输介质的特性，保证信号的可靠传输和解码，提高通信系统的性能。

四、信号解调与解码信号解调是指将调制信号转换为原始信号的过程，恢复信号的原始幅度、相位和频率等信息。

模拟信号与数字信号的基础知识（信号）是将数据从一个系统或（网络）传输到另一系统或网络的电磁或（电流）。

在（电子）设备中，信号通常是随时间变化的电压，也是携带信息的电磁波，当然也可以是电流等其他形式。

电子设备中使用的信号主要有两种类型：（模拟）信号和（数字信号）。

本文将讨论模拟信号与数字信号的特性、用途、优缺点以及典型应用。

模拟信号模拟信号会随时间变化，而且通常被限制在一个范围内（例如+ 12V至-12V）。

但在这个连续的范围内，它会有无限多个值。

模拟信号使用介质的给定属性来传递信号信息，例如通过电线来传递电。

在电信号中，用信号的不同电压、电流或频率来表达信息。

模拟信号通常用于反应光线、声音、温度、位置、压力或其他物理现象的变化。

绘制电压与时间的关系图，我们会发现模拟信号会产生平滑而连续的曲线，不会产生任何离散变化（请参见图1）。

图1: 模拟信号数字信号数字信号则将数据表示为一连串离散的值。

在给定时间内，数字信号只能从有限的一组可能值中选取一个值。

采用数字信号，物理量表达的信息可能有很多种：可变电流或电压电磁场的相位或极化声压磁存储介质的磁化数字信号用于所有的（数字电子）设备中，包括计算设备和数据传输设备。

在电压与时间的关系图中，数字信号通常为0或VCC（如1.8V、3.3V或5V））两值之一（见图2）。

（模拟电子）设备大多数基本电子元件（（电阻）、（电容）、电感、（二极管）、（晶体管）和（运算放大器））本质上都是模拟组件。

由这些元件组合而成的电路为模拟电路（参见图3）。

图3: 模拟电路模拟电路可以是多个组件的复杂设计，也可以很简单，例如两个电阻就可以构成一个分压器。

通常，与实现相同任务的（数字电路）相比，模拟电路的设计难度更大。

模拟电路通常更容易产生噪声，无论“噪声”有多小，都会对电压产生影响。

而电压水平的微小变化在后续处理中都会产生明显的误差。

模拟信号常用于使用连续信号传递语音、数据、图像、信号或（视频）信息的（通信）系统中。