1第一章数字信号处理的基本概念

信号“域”的不同，是指信号的独立变量不同，或描述信号 的横坐标物理量不同。信号在不同域中的描述，使所需信号的特 征更为突出，以便满足解决不同问题的需要。
三、信号的分类（讨论几种常用的分类）
（一）按信号随时间的变化规律分类
根据信号随时间的变化规律，可把信号分为确定性信号和非 确定性信号。
1.确定性信号： 若信号在任意时刻的取值能精确确定，则称它为确定 信号。
1.确定性信号
确定性信号又可分为周期信号和非周期信号。按一定时间间隔 周而复始出现的信号称为周期信号，否则称为非周期信号。 (1)周期信号 a. 连续时间周期性信号满足 f (t nT ) f (t )
n 0, 1, 2 ,
其中满足式子的最小T值称为信号的“基波周期”简称周期 例如


第一章
绪论
信号
一、信号的定义
信息百度文库—
上至天文、下至地理， 大到宇宙空间、小到核粒 子研究，整个人类社会各 个领域无时无刻不涉及到 信息的传输。
其中电信号的研究具有 普遍的意义，因为力、速度、 转矩、温度、压力、流量等 均可通过适当的传感器变换 成电流、电压、电荷或磁通 之类的电信号。
利用文字、符号、声 音、图形、图象等形式作 为载体，通过各种渠道传 播的消息、情报或报道等 内容。
（一）数学描述法
（二） 波形描述法 按函 数随自变量的变化关系画出图形。例如:
y
x
（三）数学描述法与波形描述法的应用
1.信号的时域描述
以时间为独立变量，用信号的幅值随时间变化的函 数或图形来描述信号的方法称为时域描述。
。
例如单自由度无阻尼质量-弹簧振动系统的位移信号 的函数表示为： 正弦信号时域波形 x(t ) A0 sin(0t 0 ) A0 sin(2ft ) 10sin(2 10 t 3)
单自由度无阻尼质量-弹簧振动系统的位移信号通过数学处理变成为：
x(t ) A0 sin(0t 0 ) A0 sin(2ft ) 10sin(2 10 t 3)
其频域波形描述一 般用频谱图来表示： (b) 正弦信号 的幅值频谱图 (c) 正弦信号的相 位频谱图
数字信号处理
Digital Signal Processing (DSP)
数字信号处理教程(第二版），数字信号处
本课程的参考书
理习题解答，程佩青，清华大学出版社 数字信号处理--理论 算法与实现 清华大 学出版社，胡广书， 1997. 数字信号处理－基于计算机的方法（第三 版），Mitra著, 电子工业出版社.
在工程和生活实际中，随机信号的例子很多
例：许多自然现象所发生的信号 起伏海面的波动高度 飞行器起飞时的结构振动 船舶航行时所受到的波浪冲击
许多生物医学信号，如心电图、脑电图、肌电图、心音图等
三、信号的分类（讨论几种常用的分类）
（一）按信号随时间的变化规律分类
周期信号
确定性信号 按信号随时间的 变化规律分类 不确定信号 （随机信号） 非周期信号

基于MATLAB的系统分析和设计-信号处理， 楼顺天等编著，西安电子科技出版社.
基于Matlab的系统分析与设计--信号处理 楼 顺天 李博菡 编著 西安电子科大出版社 Signal Processing 信号处理导论 Sophocles J.Orfanids(奥法尼索斯S.J) 清 华大学出版社
它的一个值可以用有限个参量来唯一地加以描述。或 者信号的波形是确定的。 例如： 直流信号： 仅用一个参量可以描述。 阶跃信号： 可用幅度和时间两个参量描述。
正弦波信号：可用幅度、频率和相位三个参量来描述。
（一）按信号随时间的变化规律分类 2.不确定信号（随机信号）
不能用确定性的时间函数来描述，不能准确地加以重现， 也不能对其未来的值准确地予以预测的信号。对这类信号一 般只能在统计的意义上来研究
信号——带有信息的随时间 和空间变化的物理量或物理 现象。是信息的载体与表现 形式，如声信号、光信号、 电信号等
（一）数学描述法： 描述为一个或若干个独立自变量的函数或序列形式。
独立变量: 时间、距离、速度、位置、温度和压力等 若信号是一个变量（例如时间）的函数或序列，则 称为一维信号 若信号是两个变量（例如空间坐标x，y）的函数或 序列，则称为二维信号 推而广之，若信号是多个变量（例如M个，M2）的函 数 或序列，则称为多维（M维）信号
数字信号处理，宗孔德，清华大学出版社
离散时间信号处理，[美]A.V.奥本海姆，科 学出版社. Signal Processing 信号处理导论, Sophocles J.Orfanids,清华大学出版社.

本课程的参考书

数字信号处理使用MATLAB, 维纳.K.恩格尔 约翰.G.普罗克斯 ,刘树棠译，西安交通大学出 版社.
二、信号的描述
举例——
语音信号：一维信号
自变量是时间
黑白图像信号：二维信号 自变量是空间的两个自变量。 图像中任何一点的强度是两个空 间变量的函数。
常见的例子如雷达和声纳图 像、胸部和牙齿的X射线等 黑白视频信号：三维信号 自变量分别是两个空间变量和一个时间变量 本课程只讨论一维信号
二、信号的描述
其时域信号的波形如： 信号的时域波形是时域描述 的一种重要形式。
时域描述简单直观，只能反映信号的幅值随时间变 化的特性，而不能明确揭示信号的频率成分
2.信号的频域描述
为了研究信号的频率构成和各频率成分的幅值大小、相位关 系，则需要把时域信号转换成频域信号。
即把时域信号通过数学处理变成以频率f(或角频率)为独 立变量，相应的幅值或相位为因变量的函数表达式或图形，这 种描述信号的方法称为信号的频域描述
（三）数学描述法与波形描述法的应用
1.信号的时域描述 2.信号的频域描述
信号的时域描述以时间为独立变量，其强调信号的幅值随时间 变化的特征； 信号的频域描述以角频率或频率为独立变量，其强调信号的幅 值和初相位随频率变化的特征。 信号的时域描述和频域描述是信号表示的不同形式，同一信 号无论采用哪种描述方法，其含有的信息内容是相同的，即信号 的时域描述转换为频域描述时不增加新的信息。