信号分析与处理11.pptx

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1、消息(message): 来自外界的各种报道统称为消息
2、信息(information):消息中有意义的内容称为信息
3、信号(signal): 信号是信息的表现形式,信息则
是信号的具体内容
为了有效的传播和利用信息
常常需要将信息转换成便于传输和处理的信号
光信号: 古代烽火台、十字路口的红绿灯
声音信号:上下课的铃声、电话、广播、音乐
文字信号:书刊、杂志、广告、信件
图像信号:电视、绘画、照片、录像
电信号: 随时间变化的电压、电流、电荷、磁通及电磁波
电信号最容易产生、传输、控制和处理
本课程只研究电信号
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典型信号举例
医生通过心电图获取心脏病人的信息。心电图是与人的心脏跳动有关的生物电位信号。它表示血液从心脏到动脉传输的一个循环。这部分波形由来源于心脏右心房的窦房结的电冲激产生。冲激引起心房收缩,使得心房中的血液被压到对应的心室里。产生信号称为P波。窦房结冲激激励延时直到血液从心房到心室的传送完成,得到心电图波形的P-R间隔。然后冲激激励引起心室的收缩,压迫血液到动脉,从而产生了心电图波形的QRS部分。在这个阶段心房松弛并充入血液。波形的T波表示心室的松弛。整个过程周期性地重复,产生心电图迹线。
心电图波形的每一部分携带着不同类型的信息,用于医生分析患者的心脏状况。
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每一个工厂、企业都有它不同的用电特点和规律。要做到经济合理地用电,就需要掌握这些特点和规律。下图是某工厂的典型日负荷曲线,代表某一天24小时实际使用电力负荷的信号。从这条曲线可以得到1天中的最大负荷和时间,最小负荷和时间,以及平均负荷。工厂的管理人员根据这条负荷曲线和供电条件可以作出切实可行的、合理的用电计划。
典型信号举例

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每个钢琴键弹奏的音对应一个基波频率和许多谐波频率。下图是钢琴CEG位置和对应的和弦信号的频谱。该频谱中有三个尖峰,信号中每个音对应一个,中音C的尖峰位于262赫兹,右边的E和G对应的尖峰位于较高频率处,分别为330赫兹和392赫兹。这种情况下,用信号频域的频谱比用信号时域的波形更能直观、清晰的体现信号的信息。
典型信号举例

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“信号”与“函数”两词相互通用。数学描述是为了把不同物理量的共同特征抽象出来便于分析、运算和变换。
信号的描述
信号的描述
2、数学描述:信号是一个或几个自变量的函数,一般都具
有各自的物理属性,其自变量一般为:时间、
空间、频率。本书中信号的自变量为时间和
频率。如:
1、物理描述:信号是信息寄寓变化的物理体现,它一般是
随时间或空间变化的物理量。如:电流、压
力、温度、速度等。
3、图形描述:随时间变化的波形和随频率变化的频谱。

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物理描述:简谐振荡. 正弦交流电压
数学描述:
图形描述:
波形频谱
振幅
周期
初相位
例1:正弦信号
信号的概念
信号的描述
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信号的分类
1、确定性信号与随机信号
2、连续时间信号与离散时间信号
3、因果信号与非因果信号
4、周期信号与非周期信号
5、能量信号与功率信号
信号的分类
信号的概念
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1、确定信号与随机信号
(根据信号取值是否确定来分类)
确定性信号:信号可以被表示为一确定的时间函数。即给
定一个时刻可以确定一相应的函数值。
例如:
研究确定信号是研究随机信号的基础
本课程只研究确定性信号
随机信号:信号不能用确定的时间函数描述。给定一个
时刻,只知道信号的某一数值的概率。
例如:雷电干扰、海浪起伏、电子器件的热噪声等

信号的分类
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2、连续时间信号与离散时间信号
(根据信号自变量取值是否连续来分类)
连续时间信号:
信号存在的时间范围内任意时刻都有定义(即都可以给出确定的函数值),用 t 表示连续取值的时间自变量。
离散时间信号:
信号在时间上取值是离散的,其他时间没定义。若用等时间间隔取值,用 n 表示离散取值的时间自变量。 n 叫序号,只取整数。
值域连续
(模拟信号)
值域不连续

信号的分类
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模拟信号的两种处理方式
数字系统处理
模拟系统处理

信号的分类