§11信号的基本概念与分类
信号与系统重要知识总结
信号与系统重要知识总结信号与系统是电子信息类专业中的一门重要课程，它是研究信号的产生、传输、处理与分析的学科。
信号与系统的重要知识主要包括信号的基本概念、信号的分类、信号的时域和频域表示、线性时不变系统、卷积运算、系统的稳定性等。
以下是对信号与系统重要知识的总结。
一、信号的基本概念信号是随时间、空间或其他自变量变化的物理量。
根据自变量的不同，信号可以分为时域信号和频域信号。
时域信号是关于时间的函数，而频域信号是关于频率的函数。
二、信号的分类根据信号的性质和特点，信号可以分为连续时间信号和离散时间信号。
连续时间信号是在整个时间范围内存在的信号，离散时间信号仅在一些离散时间点存在。
三、信号的时域和频域表示时域表示是将信号表示为随时间变化的函数，常用的时域表示方法有冲激函数表示、阶跃函数表示和周期函数表示等。
频域表示是将信号表示为随频率变化的函数，常用的频域表示方法有傅里叶变换和拉普拉斯变换等。
四、线性时不变系统线性时不变系统（LTI）是信号与系统中的重要概念，它是指系统的输出只取决于输入的当前值和过去值，且满足线性叠加原理。
LTI系统具有很多重要性质，如时域稳定性、频域稳定性、因果性、时域线性和频域线性等。
五、卷积运算卷积运算是信号与系统中的重要运算工具，它描述了输入信号经过系统响应的输出信号。
卷积运算实质上是将两个信号相乘并对一个变量进行积分的过程。
在时域中，卷积运算可以表示为输入信号和系统冲激响应的卷积；在频域中，卷积运算可以使用傅里叶变换和反变换来进行。
六、系统的稳定性系统的稳定性是指当输入有界时，输出是否也是有界的。
稳定性是一个重要的系统性质，不稳定系统可能导致系统失控或发生崩溃。
稳定性的判定方法有多种，常用的方法有判定系统传递函数的极点位置和利用BIBO（有界输入有界输出）稳定性判据。
综上所述，信号与系统是电子信息类专业中的一门重要课程，它涉及信号的产生、传输、处理与分析的方法。
信号与系统中的重要知识包括信号的基本概念、信号的分类、信号的时域和频域表示、线性时不变系统、卷积运算和系统的稳定性等。
信号分析知识点总结
信号分析知识点总结信号分析是一门涉及信号处理、通信系统、控制系统等多个领域知识的学科，它主要研究如何对各种类型的信号进行分析、处理和识别等方面的问题。
在工程技术领域中，信号分析具有非常重要的应用价值，可以帮助我们更好地理解和利用各种信号，促进技术的发展和应用。
下面我们将对信号分析的一些核心知识点进行总结和介绍。
一、信号的基本概念1. 信号的定义和分类信号是指随着时间、空间或其他独立变量的变化而变化的物理量，根据不同的特性和用途，信号可以分为连续信号和离散信号，模拟信号和数字信号等。
2. 信号的表示与描述通常情况下，我们可以使用数学函数、图形、波形等方式来表示和描述信号，在信号分析中，常用的表示方法包括时域表示、频域表示、复域表示等。
3. 基本信号的特性和分析在信号处理和分析中，一些基本的信号，如单位冲激信号、单位阶跃信号、正弦信号、方波信号等具有重要的作用，了解这些基本信号的特性和分析方法，对于我们理解其他复杂信号具有重要的指导作用。
二、信号的采样和量化1. 信号采样基本原理信号采样是指将连续信号转换为离散信号的过程，它是数字信号处理中非常基础的一环，信号采样的基本原理是根据奈奎斯特采样定理进行采样，以确保能够完整地保留原信号的信息。
2. 信号量化基本原理信号量化是指将连续信号的幅度值转换为有限个离散值的过程，信号量化技术决定了数字信号处理的精度和性能，因此对于信号量化的原理和方法有一定的了解是十分重要的。
三、频域分析1. 傅里叶级数与变换傅里叶级数和傅里叶变换是信号频域分析的基础，它们可以将信号从时域转换到频域，从而揭示信号的频率成分和能量分布等特性。
2. 信号能量与功率谱密度信号的能量和功率谱密度是对信号频域特性的重要描述，了解这些概念可以帮助我们更好地理解信号的功率分布和频率特性。
3. 滤波与频域分析滤波是信号处理中的一个重要环节，它可以通过在频域对信号进行处理来实现信号的去噪、增强和分析等功能，因此对于滤波原理和方法的了解是十分重要的。
信号的基本概念
信号的基本概念1. 信号的定义和分类信号是信息的一种表现形式，它是通过某种物理媒介传递的。
信号可以是声音、图片、电流等形式。
根据信号的性质，我们可以将信号分为模拟信号和数字信号。
模拟信号是连续变化的信号，例如声音的波形就是模拟信号。
数字信号则是离散变化的信号，其数值只能在有限的范围内取值。
在计算机中，我们经常使用数字信号来表示和处理信息。
2. 信号的特征信号具有一些基本的特征，包括幅度、频率、相位和时间等。
•幅度指信号的大小或强度，例如声音的音量或电流的电压。
•频率指信号的周期性变化，可以理解为信号的振动次数。
常用的单位是赫兹（Hz）。
•相位指信号的起始位置。
相位可以用角度或时间来表示，常用的单位是度或弧度。
•时间指信号发生的时刻。
3. 信号的传播和损耗信号在传播过程中可能会受到各种因素的影响，导致信号强度的减弱或失真。
信号的传播和损耗可以通过一些物理模型来描述，例如衰减模型和噪声模型。
•衰减模型描述的是信号在传播过程中逐渐减弱的情况。
常见的衰减模型有线性衰减模型和指数衰减模型。
•噪声模型描述的是信号在传播过程中受到的外部干扰，导致信号质量下降。
噪声可以分为加性噪声和乘性噪声，常见的噪声模型有高斯白噪声和均匀噪声。
4. 信号的处理和分析在许多应用中，我们需要对信号进行处理和分析，以获取有用的信息或进行进一步的处理。
•信号处理可以包括滤波、增强、压缩等操作。
滤波是通过选择性地传递或抑制特定频率的信号来改变信号的频谱特性。
增强是对信号进行放大或增强，以提高信号的强度或清晰度。
压缩则是对信号进行压缩，以减少存储或传输所需的资源。
•信号分析可以包括时域分析和频域分析。
时域分析是通过观察信号在时间上的变化特性来分析信号的特征。
频域分析则是通过对信号在频率上的变化特性进行分析，例如使用傅里叶变换将信号从时域转换为频域。
5. 信号的应用信号在许多领域中有着广泛的应用，例如通信、图像处理、音频处理、生物医学等。
信号的描述方法
号，如噪声。
信号的特性
幅度
幅度是指信号的强度或振幅，表示信号的大小或强弱程度。在模拟信号中，幅度通常表示 为连续变化的物理量；在数字信号中，幅度通常表示为电压或电流的幅度。
示信号的周期性或节奏。在模拟信号中，频率表示为 连续变化的波形；在数字信号中，频率表示为二进制数据的变化速率。
Z变换
Z变换的定义
Z变换是一种将离散时间信号序列从时域转换到复平面上的频域的方法，通过 将序列 $x[n]$ 映射到复平面上的函数 $X(z)$ 来描述信号的频域特性。
Z变换的性质
具有线性性、时移性、频移性、时域卷积定理和频域卷积定理等性质，可以用 于分析信号的频域特性和系统的稳定性。
THANKS
相位
相位是指信号在不同时刻所处的位置或状态，表示信号的时间关系或同步性。相位的变化 通常用于调制和解调等通信技术中。
02
信号的时域描述
信号的幅度
01
02
03
04
幅度
表示信号的强弱程度，通常用 振幅来描述。振幅是信号在时
域中的最大值或最小值。
幅度调制
通过改变信号的幅度来传递信 息，例如声音的响度或无线电
计算方法
通过将信号分解为不同频率的正弦波和余弦波，然后计算每个频率 分量的能量，再除以对应的频率带宽，得到每个频带的能量密度。
应用
用于分析信号的频谱特性和频率成分，了解信号在不同频率下的能量 分布情况。
功率谱密度函数
定义
功率谱密度函数（PSD）是描述 信号功率在频率域分布的函数， 表示单位频带内的信号功率。
频谱密度函数的应用
用于信号的统计特性分析和噪声抑制等。
傅里叶变换
01
02
03
通信原理信号基本知识
通信方式的分类
有线通信
利用物理介质（如电缆、光纤等）传输信号，如 固定电话通信、有线电视等。
卫星通信
利用人造卫星传输信号，覆盖范围广，适用于远 程通信和广播。
ABCD
无线通信
利用电磁波传输信号，如移动电话通信、无线电 广播等。
光纤通信
利用光波传输信号，具有高速、大容量、低损耗 等特点，广泛应用于数据传输和网络通信。
评估通信系统所需设备的成本， 设备成本越低，系统的经济性越 好。
02
03
运营成本
兼容性
评估通信系统运营所需的成本， 包括维护、电费等，运营成本越 低，系统的经济性越好。
评估通信系统与其他设备或网络 的兼容性，兼容性越高，系统的 经济性越好。
感谢您的观看
THANKS
通信系统的可靠性评估
误码率
01
衡量通信系统传输数据时发生错误的概率，误码率越低，系统
的可靠性越高。
信道容量
02
信道容量越大，通信系统能够传输的信息量越大，系统的可靠
性越高。
抗干扰能力
03
通信系统在受到干扰时仍能保持正常通信的能力，抗干扰能力
越强，系统的可靠性越高。
通信系统的经济性评估
01
设备成本
解调
将已调制的高频信号还原为低频信号的过程，以便于处理和识别。解调方式与调制方式相对应。
信号的编码与解码
编码
将原始信息转换为二进制代码的过程， 以便于传输和存储。常见的编码方式有 ASCII码、二进制码等。
VS
解码
将已编码的二进制代码还原为原始信息的 过程。解码方式与编码方式相对应。
信号的传输方式与媒介
均衡
用于补偿信号传输过程中产生的失真，通过调整信号的频谱分布，使信号在传输过程中 保持恒定的特性。
信号理论知识点总结
信号理论知识点总结一、信号的基本概念信号是指随时间变化的某种物理量，它可以是电压、电流、声音、光、视频等形式。
信号可以分为连续信号和离散信号两种。
1. 连续信号：连续信号是指在给定的时间间隔内连续地变化的信号，例如模拟电路中的声音信号、电压信号等都是连续信号。
2. 离散信号：离散信号是指在一定的时间间隔内发生变化的信号，例如数字电路中的数字信号就是离散信号。
二、信号的分类1. 按时间变量分类：(1) 静态信号：信号在不同时间点的取值不发生变化，称为静态信号。
(2) 动态信号：信号在不同时间点的取值会发生变化，称为动态信号。
2. 按频率分布分类：(1) 短时信号：信号在频率上的分布相对较窄，信号在时间上的变化较快。
(2) 长时信号：信号在频率上的分布相对较宽，信号在时间上的变化较慢。
3. 按能量分布分类：(1) 有限能量信号：信号的总能量在有限时间内是有限的，通常用在瞬态信号中。
(2) 无限能量信号：信号的总能量在有限时间内是无限的，通常用在周期信号中。
三、信号的基本运算1. 信号的加法：(1) 连续信号的加法：两个连续信号相加的运算可以简单地通过将两个信号的函数表达式相加进行。
(2) 离散信号的加法：两个离散信号相加的运算也可以通过将两个信号在各个时间点上的取值加起来。
2. 信号的乘法：(1) 连续信号的乘法：两个连续信号相乘的运算可以通过将两个信号的函数表达式逐个相乘得到。
(2) 离散信号的乘法：两个离散信号相乘的运算同样可以通过将两个信号在各个时间点上的取值逐个相乘得到。
3. 信号的卷积：信号的卷积是一种重要的信号运算，它描述了两个信号之间的相互作用。
卷积的计算涉及到信号的积分，可以用于分析系统的输出响应等。
四、信号的频谱分析1. 连续信号的频谱分析：(1) 傅里叶变换：傅里叶变换是一种将连续信号从时间域变换到频率域的方法，通过傅里叶变换可以得到信号的频率特性。
(2) 傅里叶级数：对于周期信号，可以使用傅里叶级数将其分解为一系列正弦和余弦函数的和。
§1.1信号的基本概念与分类
3．连续信号和离散信号
连续时间信号： 连续时间信号：信号存在的时 间范围内， 间范围内，任意时刻都有定义 即都可以给出确定的函数值， （即都可以给出确定的函数值， 可以有有限个间断点）。 可以有有限个间断点）。 表示连续时间变量。 用t表示连续时间变量。 表示连续时间变量 离散时间信号： 离散时间信号：在时间上是离 散的， 散的，只在某些不连续的规定 瞬时给出函数值， 瞬时给出函数值，其他时间没 有定义。 有定义。 表示离散时间变量。 用n表示离散时间变量。 表示离散时间变量
主要讨论确定性信号。 主要讨论确定性信号。 确定性信号 先连续，后离散；先周期，后非周期。 先连续，后离散；先周期，后非周期。 O
n
X
第
判断信号性质
判断下列波形是连续 时间信号还是离散时 间信号，若是离散时 间信号， 间信号是否为数字信 号？
f (t )
9 页
连续信号
O
f (t )
t
离散信号
O 1 2 3 4 5 6 7 8
10 页
0
0.1
0.2
0.3
0.4
X
第
6．能量信号与功率信号
11 页
X
第
6．能量信号与功率信号
12 页
X
X
第
二、信号的分类
•信号的分类方法很多，可以从不同的角度对信 信号的分类方法很多， 信号的分类方法很多 号进行分类。 号进行分类。 •按实际用途划分： 按实际用途划分： 按实际用途划分 电视信号 雷达信号 控制信号 通信信号 广播信号 …… •按所具有的时间特性划分 按所具有的时间特性划分
信号的分类知识点总结
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。
信号的描述方法
01
信号的基本概念
信号的定义
信号是信息传输的载体，它能够携带某种信息，并通过 一定的媒介进行传输。
信号可以是任何形式的数据，如声音、光、电、磁等， 它们都可以被用来传递信息。
信号的分类
01 有线信号和无线信号
根据传输媒介的不同，信号可以分为有线信号和 无线信号。
02 模拟信号和数字信号
根据信号的表示方式，信号可以分为模拟信号和 数字信号。
03 连续信号和离散信号
根据信号的时间特性，信号可以分为连续信号和 离散信号。
信号的应用场景
通信系统
在通信系统中，信号 被用来传输语音、图
像、视频等数据。
应用。
05
信号的统计描述
信号的均值
总结词
信号的均值是信号中所有数值的和除以数值的数量，表示信号的中心趋势。
详细描述
信号的均值是信号最基本的统计特征之一，它反映了信号的中心趋势或平均水平 。对于离散信号，均值是所有数据之和除以数据数量；对于连续信号，均值则是 信号在一定时间范围内积分后除以时间范围。
信号的方差
总结词
信号的方差描述了信号中数值的离散 程度，即各数值与均值之间的偏差的 平方和的平均值。
详细描述
方差是衡量信号中数值离散程度的重 要参数。它表示各数据点与均值的平 均偏离程度。方差越大，表示信号中 的数据点越分散；方差越小，则数据 点越集中。
信号的相关系数
总结词
相关系数是衡量两个信号之间线性关系 的强度和方向，其值介于-1和1之间。
信号的频谱图
总结词
频谱图是用来描述信号在各个频率分量上的强度的图形表示，能够直观地展示信号的频谱分布和频率成分。
信号与系统基本概念和分类
信号与系统基本概念和分类在现代通信领域，信号与系统是一门基础而重要的学科。
理解信号与系统的基本概念和分类对于深入研究通信原理和系统设计至关重要。
本文将介绍信号与系统的基本概念和分类，并探讨其在实际应用中的重要性。
一、信号的基本概念信号是信息的载体，可以通过某种形式或载体传递。
信号的基本概念包括以下几个方面：1. 信号的定义：信号是随时间变化的物理量。
它可以是连续的、离散的、周期的或非周期的。
2. 信号的特征：信号可以通过其振幅、频率、相位、时间等特征进行描述。
这些特征可以在频域或时域中进行观察和分析。
3. 信号的分类：信号可以分为连续信号和离散信号。
连续信号在时间和幅度上都是连续变化的，例如声音信号、电压信号等；离散信号在时间和幅度上都是离散变化的，例如数字信号、脉冲信号等。
二、系统的基本概念系统是对信号进行处理或传输的过程或设备。
理解系统的基本概念可以帮助我们分析和设计复杂的通信系统。
以下是系统的基本概念：1. 系统的定义：系统是由一组有序的组件或部件构成，它们相互作用或协作以实现特定的功能。
2. 系统的输入与输出：系统接受输入信号，并根据某种规则对其进行处理，产生输出信号。
3. 系统的状态：系统的状态是系统在某一时刻的描述，可以用于描述系统的性能和行为。
三、信号与系统的分类信号与系统可以根据不同的特征进行分类。
以下是几种常见的分类方式：1. 按信号的数学表示方式分类：a. 连续时间信号：用函数描述，例如正弦信号、指数信号等。
b. 离散时间信号：用序列描述，例如单位样本序列、冲激序列等。
2. 按系统的输入输出关系分类：a. 线性系统：输出与输入之间存在线性关系，满足叠加原理。
b. 非线性系统：输出与输入之间不存在线性关系，不满足叠加原理。
3. 按系统的时变性分类：a. 时不变系统：系统的性质不随时间改变。
b. 时变系统：系统的性质随时间改变。
四、信号与系统的应用信号与系统的理论和方法在现代通信领域有着广泛的应用。
信号的基本概念及其分类
因果系统与非因果系统
因果系统：在激励信号作用之前系统不产生响应。 否则为非因果系统。
39
例： 已知某线性时不变系统，当激励f(t)=U(t)，初始状态x1(0-)=1， x2(0-)=2时，响应y1(t)=6e-2t -5e-3t；当激励f(t)=3U(t)，初始状态 保持不变时，响应y2(t)=8e-2t -7e-3t。求：
3）分类：
脚压力
汽车
汽车制动
29
振荡器 接收电路 混频 中频放大器 检波 音频放大
图1 收音机系统
系统（system）：由若干相互联系、相互作用的 单元组成的具有一定功能的整体。
30
通信系统的一般模型
31
控制系统
32
雷达 通信系统 信息处理 武器控制
自动化防空系统
33
3) 系统的分类 连续系统 离散系统 混合系统 串联系统 并联系统 反馈系统
(1) f1(t)=sin 2t+cos 3t (2) f2(t)=cos 2t+sinπt
解、（P20) 我们知道，如果两个周期信号x(t)和y(t)的周期具有公倍数， 则它们的和信号
f(t)=x(t)+y(t) 仍然是一个周期信号， 其周期是x(t)和y(t)周期的最小公倍数。
6
连续信号与离散信号
气温变化信号
2
3、信号分类：
• 确定性信号与随机信号 • 周期信号与非周期信号 • 连续信号与离散信号 • 因果信号与非因果信号 •正弦信号与非正弦信号 •实数信号与复数信号 •能量信号与功率信号 •一维信号与多维信号
3
确定性信号与随机信号
4
周期信号与非周期信号
5
例 试判断下列信号是否为周期信号。若是，确定其周期。
信号重要基础知识点
信号重要基础知识点信号是一种用于传递信息或者在系统中进行通信的方法。
在现代科技和通信领域中，信号是非常重要的基础知识点。
下面将介绍几个与信号相关的重要基础知识点。
1. 信号的定义和分类：信号可以被定义为随时间、空间或其他变量的变化而变化的某种物理量。
根据其物理参数，信号可以被分类为模拟信号和数字信号。
模拟信号是连续时间和连续幅度变化的信号，而数字信号是离散时间和离散幅度变化的信号。
2. 信号的特征和表示：信号可以通过其幅度、频率、相位和时间特性进行描述。
幅度表示信号的振幅或强度，频率表示信号的周期性，相位表示信号相对于某个参考点的偏移，而时间特性表示信号的时域行为。
信号可以用数学方程、图形或者频谱表示进行分析和处理。
3. 傅里叶分析和频谱：傅里叶分析是一种将信号分解成一系列基本频率组成的方法，而频谱则表示信号在频域中不同频率成分的强度或能量分布。
傅里叶变换是用于从时域到频域的转换，而逆傅里叶变换则是将频域信号恢复到时域。
4. 信号传输和衰减：在信号传输过程中，信号可能会受到衰减和失真的影响。
衰减是信号幅度随着传输距离增加而减小的过程，而失真则是信号形状或频谱发生变化的过程。
为了克服这些问题，通信系统通常会采用调制、编码和纠错等技术来提高信号的传输质量。
5. 抽样和量化：数字信号的表示需要进行抽样和量化。
抽样是将连续时间的模拟信号转换为离散时间的数字信号，而量化则是将连续幅度的模拟信号转换为离散幅度的数字信号。
合适的抽样率和量化精度对于保证数字信号的准确性和保真度至关重要。
这些是关于信号重要的基础知识点。
了解信号的定义、分类、特征和表示方法，以及信号传输过程中可能遇到的问题和解决方案，将有助于深入理解信号处理、通信系统以及其他相关领域的知识。
信号知识点总结
信号知识点总结信号是信息传输的重要载体，我们日常生活中处处都是信号的存在，比如声音、光线、电磁波等都是各种不同形式的信号。
在通信、控制、信息处理等方面，信号的传输、处理和分析是至关重要的，因此对信号的认识和理解也显得十分重要。
在本文中，我们将对信号的基本概念、分类、特点、传输、处理等方面进行详细总结。
一、信号的基本概念1.信号的定义在物理学和工程技术中，信号是指一种可传递并携带有用信息的物理量或波形。
信号可以是各种形式的波动，如声波、光波、电磁波等，也可以是各种形式的电压、电流等。
在信息理论中，信号是一种潜在的或观测到的现象，它可以传达有用的信息。
2.信号的分类根据信号的性质和特点，信号可以分为模拟信号和数字信号两种。
（1）模拟信号：模拟信号是连续的信号，其幅度和时间均呈连续变化。
在通信系统中，声音、图像、视频等自然界的信号多为模拟信号。
（2）数字信号：数字信号是离散的信号，其幅度和时间均呈离散变化。
在现代通信系统中，绝大多数信号都是以数字形式来传输和处理的。
3.信号的特点（1）周期性：根据信号的周期性，信号可分为周期信号和非周期信号。
周期信号是在一定时间范围内重复出现的信号，如正弦信号、方波信号等；非周期信号是在一定时间范围内不重复出现的信号，如脉冲信号、噪声信号等。
（2）能量和功率：根据信号的能量和功率不同，信号可分为能量信号和功率信号。
能量信号是指信号的总能量有限，而功率信号是指信号的功率在有限时间内有限。
二、信号的传输与处理1.信号的传输信号的传输是指将信号从一个地方传输到另一个地方的过程。
在通信系统中，信号的传输是至关重要的，它直接影响着通信系统的性能和可靠性。
信号的传输受到各种因素的影响，比如传输介质、噪声干扰、信号衰减等。
为了保证信号的可靠传输，需要采取一系列的信号处理和调制技术，如调幅调频调相技术等。
2.信号的处理信号的处理是指对信号进行各种形式的处理和分析。
在通信系统中，信号的处理包括信号调制、解调、滤波、编解码、信道编码、差错控制等。
信号
Example 5
用模拟信号以10bps速率发送数据需要多少带宽？ 假设每个信号元素是一个比特。 在最坏的情况下，数据由交替的0、1组成。
Example 6
电视屏幕由525行700列的网格组成（共 367500个像素）。每个像素或黑或白（1或0）。 每秒扫描30幅图像（帧）。理论上需要多大的 带宽？ 每秒发送的比特数为30×367500 如果每个像素发送一比特，那么带宽为： 11025000/2＝5512500≈6MHz
I=log２(1/P)
从公式中可知：事件发生的概率越高，则信息量越少。 事件发生的概率越高，则信息量越少。 事件发生的概率越高
基本概念 基本概念
数据是一种承载信息的实体，它涉及到事物的具体形式，是 数据 任何描述物体、概念、情况、形式的事实、数字、字母和符 号。数据可分为模拟数据和数字数据两种形式。 信号是消息或者说是信息的携带者，是数据的具体表现形式。 信号 信号在形式上是一种具有变化的物理现象。 通信系统中传递的是携带消息或信息的电、光信号。根据利 用不同的电、光信号来作为信号实现的通信方法，就形成了 不同的通信系统。 所以说信号是数据的表现形式，或称数据的电磁或电子编码， 它能使数据以适当的形式在介质上传输。
信息就是表达消息中的内容，是对பைடு நூலகம்观物质的反映。 信息 通信就是对消息或信息进行传输。 通信
基本概 基本概念
•一条消息中信息的大小用信息量来度量，它用该 一条消息中信息的大小用信息量来度量， 一条消息中信息的大小用信息量来度量 消息中所含内容发生的可能性(即发生概率P) P)的倒 消息中所含内容发生的可能性(即发生概率P)的倒 数的对数表达， 数的对数表达，即
Example 13
假设信号经过放大器以后 能量增加十倍。 这也就是 P2 = 10 ¥ P1。 这样放大器的增益计算为： 10 log10 (P2/P1) = 10 log10 (10P1/P1) = 10 log10 (10) = 10 (1) = 10 dB
信号
一、信号的定义
蕴含着信息，且能传输信息的物理量称之为信号。
二、信号的数学模型
在测试技术中，撇开信号具体的物理性质，而是将
其抽象为某个变量的函数关系，如时间的函数x(t)、
频率的函数X(f)等，从数学上加以分析研究，由此来
建立信号的一些基本理论知识。
（信号与函数是同等概念）
三、信号的分类
1、确定性信号与非确定性信号（随机信号）
可以用明确的数学关系式或图表描述的信号称为确定性信号，反之，不能用数学关系式或图表描述，所描述的物理现象是随机过程的信号称为随机信号。
随机信号
2、连续信号与离散信号
若信号数学表达式中的独立变量取值是连续的，则称为连续信号。
反之，若独立变量取值离散，则称为离散信号。
模拟信号：独立变量和幅值均取连续值的信号。
数字信号：独立变量和幅值均取离散值的信号。
3、能量信号与功率信号
能量有限信号（能量信号）
☐当满足时，则认为信号的能量是有限的。
例如矩形脉冲信号、衰减指数函数等。
☐
☐功率有限信号（功率信号）
☐信号在区间的能量是无限的，但在有限区间的平均功率是有限的，即。
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f t
•抽(取)样信号：时间离散的，幅值 连续的信号。 量
化
O
t
f n
•数字信号：时间和幅值均为离散 的信号。
O
n
f n
主要讨论确定性信号。 先连续，后离散；先周期，后非周期。 O
n
判断信号性质
判断下列波形是连续 时间信号还是离散时 间信号，若是离散时 间信号是否为数字信 号？
· Ȩ ¶Å к Å
性。
æ » Ë ú Ð Å º Å µ Ä Ò » ¸ ö Ñ ù ± ¾
t
t
2．周期信号和非周期信号
周期信号 非周期信号
简谐信号 ） 正弦周期信号（ 复杂周期信号（ 除简谐信号外的周期 号）
3．连续信号和离散信号
连续时间信号：信号存在的时 间范围内，任意时刻都有定义 （即都可以给出确定的函数值， 可以有有限个间断点）。 用t表示连续时间变量。 离散时间信号：在时间上是离 散的，只在某些不连续的规定 瞬时给出函数值，其他时间没 有定义。 用n表示离散时间变量。
§ 1.1 信号的基本概念与分类
•信号的基本概念
•信号的分类
中国计量学院信息工程分院
一、信号(Signal)
•消息（Message）：在通信系统中，一般将语言、文字、 图像或数据统称为消息。 •信号（Signal）：指消息的表现形式与传送载体。 •信息（Information）：一般指消息中赋予人们的新知 识、新概念。 •信号是消息的表现形式与传送载体，消息是信号的传送 内容。 •电信号是应用最广泛的物理量，如电压、电流、电荷、 磁通等。
f(t)
O f(n)
t
O 12
n
连续时间周期信号
(1). 若f(t),存在一个 正数T，对全部t， 有f(t)=f(t+T)，则 f(t)为周期信号。
f(t)
f ( t ) 2 sin 3 t 4 cos t f ( t ) f ( t ) 1 2
O
T
t
周期为T，T是满足上述条件的最小正数，称基波周期。
0
0 .1
0 .2
0 .3
0 .4
6．能量信号与功率信号
6．能量信号与功率信号
f t
连续信号
O
f t
t
离散信号
O
1 2 3 4 5 6 7 8
t
f t
3 2 1 O
只有 1， 2， 3值
离散信号 数字信号
t
1 2 3 4 5 6 7 8
5．一维信号和多维信号
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。
2 t 2 t t ) a cos b sin 例： f( T T 1 2
f(t)的周期是T1, T2 的最小公倍数 (且T1 /T2为有理数)； 例：ft ( ) 2 s i n 34 t c o s t 不 是
4．模拟信号，抽样信号，数字信号
•模拟信号：时间和幅值均为连续 的信号。 抽
二、信号的分类
•信号的分类方法很多，可以从不同的角度对信 号进行分类。 •按实际用途划分： 电视信号 雷达信号 控制信号 通信信号 广播信号 …… •按所具有的时间特性划分
1．确定性信号和随机信号
•确定性信号 对于指定的某一时刻t，可确定一相应的函数值f(t)。 若干不连续点除外。 •随机信号
具有未可预知的不确定