第一章信号及其描述1.0、信号与信息的关系1.1、信号分类与描述周期信号与离散频谱1.2、瞬变非周期信号的连续频谱1.3、1.4、随机信号
第一章 信号及其描述 1.0、信号与信息的关系 1.1、信号分类与描述 1.2、周期信号与离散频谱 1.3、瞬变非周期信号的连续频谱 1.4、随机信号
1.0信号与信息的关系信息信号交通信号灯停止红灯亮黄灯注意亮绿灯通行亮信息的载体是光信号
1.0 信号与信息的关系 交通信号灯 信号 信息 信息的载体是光信号 红灯 亮 黄灯 亮 绿灯 亮 停止 通行 注意
信息：事物运动的状态和方式。不是物质，不具有能量，却是物质所固有的。信息的传输却依靠物质和能量。信号：具有能量，是某种具体的物理量。信号的变化则反映了所携带的信息的变化。mx(t) = X,cos(一t +P)= X,cos(ot +)0x(t)信号信息X。一幅值，w一频率，P。一初相位。TT7TTT7TTT单自由度振动系统
信息： 事物运动的状态和方式。不是物质，不具有能 量，却是物质所固有的。信息的传输却依靠物质和 能量。 信号： 具有能量，是某种具体的物理量。信号的变化则反映了所携带的信息的变化。 m k x(t) 单自由度振动系统 ( ) cos( ) cos( ) = 0 +0 = 0 +0 t X t m k x t X 信号→信息 Xo－幅值，ω －频率，φ0 －初相位。 ▲
1.1信号的分类与描述为深入了解信号的物理实质，研究信号的分类是非常必要的，从不同角度观察信号：1按信号随时间的变化特征分类确定性信号与非确定性信号：2按信号幅值随时间变化的连续性分类连续信号与离散信号：3按信号的能量特征分类能量信号与功率信号：4从分析域上分类时域信号与频域信号：
为深入了解信号的物理实质，研究信号的分类是非常必 要的，从不同角度观察信号： 1 按信号随时间的变化特征分类 ——确定性信号与非确定性信号； 3 按信号的能量特征分类 ——能量信号与功率信号； 2 按信号幅值随时间变化的连续性分类 ——连续信号与离散信号； ▼ ▼ ▼ 4 从分析域上分类 ——时域信号与频域信号； ▼ 1.1 信号的分类与描述
1.确定性信号与非确定性信号确定性信号：可用明确数学关系式描述的信号。非确定性信号：不能用数学关系式描述的信号。简单周期信号周期信号一般周期信号确定性信号准周期信号非周期信号信号瞬态信号平稳随机信号非确定性信号非平稳随机信号
1. 确定性信号与非确定性信号 确定性信号：可用明确数学关系式描述的信号。 非确定性信号：不能用数学关系式描述的信号。 信号 确定性 信号 非确定 性信号 周期信号 非周期信号 简单周期信号 一般周期信号 准周期信号 瞬态信号 平稳随机信号 非平稳随机信号 ▼ ▼ ▼ ▼ ▼
周期信号：按一定时间间隔周而复始出现的信号x(t)=x(t+nT)简单周期信号0.041500一般周期信号MAMMMAMMM-15000.121094
a) 周期信号：按一定时间间隔周而复始出现的信号 x ( t ) = x ( t + nT ) 简单周期信号 一般周期信号
简单周期信号：频率单一的正弦或余弦信号。谐波信号0.04信号的x(t)”6“波形moKx(t)= X。 sint+pomT777777777777
( ) = 0 + 0 sin t m k x t X 谐波信号 x(t) om k 简单周期信号：频率单一的正弦或余弦信号。 信号的 “波形
信号波形：被测信号信号幅度随时间的变化历程称为信号的波形。信号波形图：用被测物理量的强度作为纵坐标，用时间做横坐标，记录被测物理量随时间的变化情况。笔杆记录纸幅值时间MMT记录仪振动弦（声源）A0
信号波形：被测信号信号幅度随时间的变化历程称为信号 的波形。 信号波形图：用被测物理量的强度作为纵坐标，用时间 做横坐标，记录被测物理量随时间的变化情况。 ▲ 振动弦(声源) 记录仪 0 A t
一般周期信号：由多个乃至无穷多个简单周期信号叠加而成，叠加后存在公共周期的信号10x;(t)=10Sin(2元:3·t+元/6)10+5Sin(2元·2·t+元/3-100.52.53121.51x;(t)=A,Sin(o,t+0)=A,Sin(2元f,t+0,)=10Sin(2元·3·t+元/6)100.515022.53t-x2(t)=A,Sin(0,t+0,)十=ASin(2元ft+02）=5Sin（2元·2·t+元/3）310.5152.52
+ = x1 (t)=A1 Sin(ω1 t+θ1 ) =A1 Sin(2πƒ1 t+θ1 ) =10Sin(2π·3·t+π/6) x2 (t)=A2 Sin(ω2 t+θ2 ) =A2 Sin(2πƒ 2 t+θ2 ) =5Sin(2π·2·t+π/3) x3 (t)=10Sin(2π·3·t+π/6) +5Sin(2π·2·t+π/3) + = 由多个乃至无穷多个简单周期信号叠加而成， 叠加后存在公共周期的信号 一般周期信号: 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 -10 -5 0 5 10 (a) mm 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 -5 0 5 (b) mm 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 -10 0 10 (c) mm t t t 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 -10 -5 0 5 10mm 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 -5 0 5 (b) mm t t 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 -10 -5 0 5 10 (a) mm t
一般周期信号：由多个乃至无穷多个简单周期信号叠加而成，叠加后存在公共周期的信号x;(t)=10Sin(2元:3·t+元/6)+5Sin(2元·2·t+元/3)≥32T=nT二x(t)=A,Sin(o,t+0)T=n,T2=A,Sin(2元ft+0,）=10Sin(2元：3·t+元/6）3mnni=nT=nT=232x2(t)=A,Sin(0,t+0,)n=A,Sin(2元f,t+02）满足上式。存在n、n2，=5Sin（2元·2·t+元/3）
存在n1、n2，满足上式。 x1 (t)=A1 Sin(ω1 t+θ1 ) =A1 Sin(2πƒ1 t+θ1 ) =10Sin(2π·3·t+π/6) x2 (t)=A2 Sin(ω2 t+θ2 ) =A2 Sin(2πƒ 2 t+θ2 ) =5Sin(2π·2·t+π/3) x3 (t)=10Sin(2π·3·t+π/6) +5Sin(2π·2·t+π/3) + = 由多个乃至无穷多个简单周期信号叠加而成， 叠加后存在公共周期的信号 一般周期信号: 1 2 1 1 , 3 2 T T = = 1 1 1 2 2 2 , 3 2 n T n T n T n T = = = = 1 2 1 1 1 2 2 2 3 3 2 2 n n n n T n T n = = =