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南京邮电大学信号与系统沈元隆周井泉讲义 KSD版

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android 发表于 19-8-7 21:07:16 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
第1章信号与系统的基本概念
1.1 信号的描述及其分类
1.1.1信号及其描述
什么是信号(signal)?广义地说,信号是随时间变化的某种物理量。在通信技术中,一般将语言、文字、图像或数据等统称为消息(message)。在消息中包含有一定数量的信息(information)。但是,信息的传送一般都不是直接的,它必须借助于一定形式的信号(光信号、声信号、电信号等),
才能远距离快速传输和进行各种处理。因而,信号是消息的表现形式,它是通信传输的客观对象,而消息则是信号的具体内容,它蕴藏在信号之中。本课程将只讨论应用广泛的电信号,它通常是随时间变化的电压或电流,在某些情况下,也可以是电荷或磁通。由于信号是随时间而变化的,在数学上可以用时间t 的函数f ( t ) 来表示,因此,“信号”与“函数”两个名词常常通用。
信号的特性可以从两个方面来描述,即时间特性和频率特性。
信号可写成数学表达式,即是时间t 的函数,它具有一定的波形,因而表现出一定波形的时间特性,如出现时间的先后、持续时间的长短、重复周期的大小及随时间变化的快慢等。另一方面,任意信号在一定条件下总可以分解为许多不同频率的正弦分量,即具有一定的频率成份,因而表现为一定波形的频率特性,如含有大小不同频率分量、主要频率分量占有不同的范围等。
信号的形式所以不同,就因为它们各自有不同的时间特性和频率特性,而信号的时间特性和频率特性有着对应的关系,不同的时间特性将导致不同的频率特性的出现。
1.1.2 信号的分类
对于各种信号,可以从不同的角度进行分类。
1.确定信号和随机信号
按时间函数的确定性划分,信号可分为确定信号和随机信号两类。确定信号(determinate signal)是指一个可以表示为确定的时间函数的信号。对于指定的某一时刻,信号有确定的值。如我们熟知的正弦信号、周期脉冲信号等。随机信号(random signal)则与之不同,它不是一个确定的时间函数,通常只知道它取某一数值的概率,如噪音信号等。实际传输的信号几乎都具有不可预知的不确定性,因而都是随机信号。如,通信系统中传输的信号带有不确定性,接收者在收到所传送的消息之前,对信息源所发出的消息是不知道的,否则,接收者就不可能由它得知任何新的消息,也就失去通信的意义。另外,信号在传输过程中难免受各种干扰和噪声的影响,将使信号产生失真。所以,一般的通信信号都是随机信号。但是,在一定条件下,随机信号也表现出某些确定性,通常把在较长时间内比较确定的随机信号,近似地看成确定信号,以使分析简化。

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