信号与系统

信号的分类与描述

10 分钟

信号是什么:信号就是「带着信息的变化」。温度随时间变、麦克风里的气压随声波变、心电图上的电压随心跳变——凡是能记录下来的变化,都是信号。电子信息专业的第一件事,就是把这些变化写成数学函数 x(t):横轴是时间,纵轴是某个量的大小。

四种常见的分法(不必背,理解即可):

  • 连续 vs 离散:麦克风输出是连续的;每秒测 44100 次存进电脑,就成了离散信号
  • 模拟 vs 数字:时间连续、幅度任意叫模拟;幅度再取整成有限档位(比如 16 位)才叫数字
  • 周期 vs 非周期:一个长音是周期的,一句话是非周期的
  • 确定 vs 随机:乐音能写出公式,噪声只能用统计描述

最常用的一个信号:正弦波 。别被符号吓到——A 是「振多猛」(决定音量),f 是「每秒振几次」(决定音高),φ 是「从哪开始振」(相位)。钢琴上的标准音 la,就是约 440Hz:空气每秒被推动 440 次。

常见误区:很多人以为「数字信号 = 离散信号」。其实中间差一步:采样只把时间切碎,量化才把幅度切碎,两步都做完才是数字信号。

练一练:「体温计每 10 分钟自动记一次体温」——它是连续还是离散、模拟还是数字?

小纸条

正弦波公式 x(t)=A sin(2πft+φ) 里,A、f、φ 分别决定声音的什么?

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