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信号与信号分类

来源: | 发布日期:2022-06-17

信号的概念

超声检测利用的是超声波,即在弹性介质中传播番的机械振动,要对这种振动与介质之间相互作用的结果进行分析,从而提取反映材料缺陷、组织结构及性能的信息,则必须研究接收到的反射或透射信号,即借助信号处理方法。因此了解信号的相关知识十分必要。

一个信号f(t )f(n) 它可以代表一个实际的物理信号: 也可以是数学上的一个函数或序列。不论是自然和物理信号,如语音、图像、地震信号、生理信号等,还是人工产生的信号经自然的作用和影响而形成的信号,如通信信号、医用超声波信号和机械探伤信号等,它总是蕴含一定的信息。因此可以说,信号是信息的表现形式,信息则是信号的具体内容。

数学上,信号可以描述为一个或若个自变量的函数或序列的形式,也可以用波形来描述。与信号的函数或序列表达式的描述方式相比,波形描述方式更具 般性。频谱也是信号的描述方法之,它是频率的函数,可以与表示信号的函数和序列 一一对应。 如果信号的频谱不是恒定的而是随时间变化的,那么还可以用时频表示更加准确地描述信号的频谱分布和变化,它是时间和频率的二元函数。此处着重讨论的是频谱分析的数学原理。

 

信号的分类

1. 确定性信号和非确定性信号

若信号可以由某一确定的数学表达式所表示,或者信号的波形唯 确定,这信号就是确定性信号。反之,如果信号具有不可预知的不确定性,则称之为随机信 号或 定性信号。 对于确定性信号,当任意给定 个自变量的值,可以 唯一 确定其号的取值 而对随机信号,其取值却是不确定的。

 

2.周期信号与非周期信号

若一个信号ft)满足下面的关系:

 1655468360(1)

则称之为周期信号,其中满足式(3-2)的正的最小T值称为该信号的基波周期,简称周期。显然,周期信号的波形是按宽度T周期性重复的,周期信号是无始无终信号。

如果一个信号不是周期信号,那么它就是一个非周期信号。非周期信号可以看成是周期信号在周期为无穷大时的特例。

类非周期信号比较特殊,它们并不是周期信号,但是在一定时间范围内,其波形具有一定的周期性,只不过周期是变化的,而且两个周期内的波形也只是相似而不是完全相同,这种信号称之为准周期信号。

 

3.时间连续信号与时间离散信号

在自变量的整个连续区间内都有定义的信号是时间连续信号或连续时间信号,简称连续信号。需要说明的是,这里的连续指的是定义 ,信号的值域可以是连续的,也可以不是连续的。

仅在些离散点上才有定义的信号称为时间离散信号或离散时间信号,简称离散信号。这里的离散同样指的是定义域,其值域可以是连续的,也可以是不连续的。

一个时间离散信号f(n),其信号源可能本来就是离散的。但在大部分情况,时间离散信号是由时间连续信号经过采样后得到的,如3.4.1节所述。

 

4.模拟信号与数字信号

模拟信号是指定义域和值域均连续的信号,因此模拟信号肯定是时间连续信号。

而数字信号是指定义域和值域均离散的信号,因此数字信号肯定是时间离散信号。数字信号般都是通过把模拟信号进行模数转换后得到的。

以上仅是常见的几种信号分类方法,事实上从其他角度出发,还可以有其他的分类方法,在此不再赘述。

 


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