信号的分类与基本特性10

信号的分类与基本特征
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学习要点
1.信号的概念、分类与运算；
2.系统的概念； 3.常用基本信号。
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1.1 绪论
一、信号的概念 二、系统的概念
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1.1 绪论
思考问题：什么是信号？什么是系统？为什么把这两个概念连 在一起？
一、信号的概念
1.消息(message): 人们常常把来自外界的各种报道统称为消息。 关键:知识状态的改变。 2.信息(information):它是信息论中的一个术语。 通常把消息中有意义的内容称为信息。
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二、信号的分类
4. 能量信号 与 功率信号
将信号f(t)施加于1Ω电阻上，它所消耗的瞬时功率为 f ( t ) 在区间(－∞,＋∞)的能量E和平均功率P定义为 连续信号
2
E lim



2
2
1 f(t ) dt P lim
2

2
2
2
f(t ) dt
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二、信号的分类
1. 确定信号 与 随机信号
确定信号 能够以确定的时间 函数表示的信号。如正 弦信号。 随机信号 也称为不确定信号， 不是时间的确定函数。
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·¨ È ¶ Å Ð º Å
t
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二、信号的分类
2.连续信号 与 离散信号
根据信号定义域的特点可分为连续时间信号和离散时间信号。 （1）连续时间信号： 在连续的时间范围内（-∞<t<+ ∞ ）有定义的信 号称为连续时间信号，简称连续信号，实际中也常称为 模拟信号。 这里的“连续”指函数的定义域—时间是连续的， 但可含间断点，至于值域可连续也可不连续。
满足上述条件的最小的正T、正N称为信号的基本周期。 不满足周期信号定义的信号称为非周期信号。
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二、信号的分类
3. 周期信号 与 非周期信号
两个周期信号x(t), y(t)的周期分别是T1和T2，若其 周期之比T1/T2为有理数，则其和函数x(t)+ y(t)仍然为 周期信号，其周期为T1和T2的最小公倍数。



典型普通信号 直流信号 正弦信号 指数类信号 抽样信号
奇异信号 单位阶跃信号 冲激信号 斜坡信号 冲激偶信号
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一、典型普通信号
1. 直流信号
f (t ) A , t
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一、典型普通信号
2. 正弦信号
正弦信号和余弦信号二者仅在相位上相差 2 ，统称 为正弦信号，一般写作
ห้องสมุดไป่ตู้
A: 振幅
w:角频率
:初相角
周期信号
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一、典型普通信号
3. 指数类信号
— 实指数信号
t
f (t ) A e
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一、典型普通信号
3. 指数类信号 — 复指数信号
f (t ) A e
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连续时间信号 波形
值域连续
f (t) 1
值域不连续
f(t) 1







t
2
0
3
t
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二、信号的分类
（2）离散时间信号
仅在一些离散的瞬间才有定义的 信号称为离散时间信号，简称离散 信号。实际中也常称为数字信号。 这里的“离散”指信号的定义 域—时间是离散的，它只在某些规 定的离散瞬间给出函数值，其余时 间无定义。通常以f [n]表示。如右 图所示。 f (n)仅在一些离散的时刻n=0, ±1, ±2…，n取整数才有定义， 其余时间无定义，其中n称为序号。 2018/8/9
输入信号
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输出信号
激励
系统
响应
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1.2信号的描述与分类
一、信号的描述
信号是随时间或空间变化的物理量，是携带信息的 载体和工具。 信号按物理属性可分为：电信号和非电信号。它们 可以相互转换。电信号容易产生，便于控制，易于处 理。本课程讨论电信号—简称“信号”。 电信号的基本形式：随时间变化的电压或电流。 描述信号的常用方法：（1）表示为时间的函数 （2）信号的图形表示—波形
能量信号： 0 < E < ，P = 0。 功率信号： E ，0 < P < 。 非功非能信号： E ， P
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二、信号的分类
5. 一维信号 与 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。
本课程只研究一维信号，且自变量多为时间。
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二、信号的分类
6. 因果信号 与 非因果信号
常将t=0时接入系统的信号f(t)[即在t<0, f(t)=0]称为因果信号或有始信号，反之称为非 因果信号。 还有其他分类，如实信号与复信号；左 边信号与右边信号。
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1.3 常用连续时间基本信号及特点
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二、系统的概念
信号的产生、传输和处理需要一定的物理装置， 这样的物理装置常称为系统。 一般而言，系统(System)是指若干相互关联的事 物组合而成具有特定功能的整体。 如手机、电视机、通信网、计算机网等都可以看成 系统。它们所传送的语音、音乐、图象、文字等都可 以看成信号。信号的概念与系统的概念常常紧密地联 系在一起。 系统的基本作用是对输入信号进行加工和处理，将 其转换为所需要的输出信号。
信息量=[收到消息前对某事件的无知程度]－[收到消息后对某事件的无知程 度]
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一、信号的概念
3.信号(signal): 信号是消息的载体。通过信号传递信息。 信号是随时间和空间变化的物理量，是携带信息的载体 和工具。 为了有效地传播和利用信息，常常需要将信息转换 成便于传输和处理的信号。 信号我们并不陌生，如刚才的铃声—声信号，表示 该上课了； 十字路口的红绿灯—光信号，指挥交通； 电视机天线接收的电信信息—电信号； 广告牌上的文字，图像信号等。
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二、信号的分类
3. 周期信号 与 非周期信号
连续时间周期信号定义: tR ，满足
f(t)=f(t+mT) m=0, ±1, ±2… 则 f (t) 为周期信号。
离散时间周期信号定义: nZ ， 存在正整数N，使得
f(n)=f(n+mN)
m=0, ±1, ±2… 则 f [n] 为周期信号。