信号与信息基础

7.4

信号与信息7.4.1信号及信号的分类7.4.2信息及其主要特征7.4.3模拟信号的描述及增强7.4.4模拟信号滤波7.4.5模拟信号变换7.4.6数字信号的逻辑编码与逻辑演算7.4.7数字信号的数值编码与数值运算7.4.1信号及信号的分类7.4.1.1

信号7.4.1.2

信号的分类返回首页7.4.1.1信号的描述1．信号信号代表着消息，消息中又含有信息，因此信号又可以看作是信息的载体。信号一般是代表声音、图像和编码等消息。如声信号、光信号、电信号和数据信号等。2．信号的特性信号的时间特性：任何信号都可以表示为随时间变化的函数。信号的频率特性：任何信号可以分解为许多不同频率的正弦分量之和。

返回本节7.4.1.2信号的分类1．确定性信号和随机信号按信号是否可预知划分，可以将信号分为确定性信号和随机信号。2．时限信号和非时限信号按信号的持续时间划分，将信号分为时限信号和非时限信号。

3．连续时间信号和离散时间信号按信号是否是时间的连续函数划分，将信号分为连续时间信号和离散时间信号。

4．周期信号和非周期信号按信号是否具有重复性，可以将信号划分为周期信号和非周期信号。1．确定性信号和随机信号图1-2所示的各个信号中（a）、（b）和（c）为确定性信号，可以写出确定的函数表达式，而（d）和（e）为随机信号，无法写出确定的函数表达式。

（a）

（b）

（c）（d）

（e）

图1-2几种常见信号

2．时限信号和非时限信号

图1-3时限信号

（a）有始信号

（b）有终信号

（c）无始无终信号图1-4

非时限信号3．连续时间信号和离散时间信号

图1-5模拟信号

时间和数值都连续的信号称为离散信号

图1-6幅值不连续的连续时间信号

时间离散或数值离散或时间数值都离散的信号称为离散信号4．周期信号和非周期信号

图1-8连续周期信号

图1-9

离散周期信号本部分小结（1）信号是信息的载体，是消息的表现形式，是通信传输的客观对象，一般表现为随时间变化的某种物理量。

（2）信号具有时间特性和频率特性。

（3）信号的分类包括：确定性信号和随机信号；时限信号和非时限信号；连续时间信号和离散时间信号；周期信号和非周期信号；模拟信号(连续时间信号)数字信号(代码信号:0,1)7.4.2信息及其主要特征1.信息信息是事物状态和特征的反映和描述形式.2.信息的主要特征普遍性,依俯性,时效性,可共享性,价值性,可传递性和可处理性7.4.3模拟信号描述方法及增强(放大)1.波形如:正弦波形2.函数表达式模拟信号增强:可以采用由晶体管组成的放大电路或采用集成运算放大器进行放大(模拟电子技术讲)Im2TiO模拟信号是连续的时间信号,可分为周期信号和非周期信号.非周期信号也可通过数学变换变成周期性信号.总之,模拟信号既时间信号又是频率信号7.4.4模拟信号滤波滤波器是一种选频电路。它能选出有用的信号，而抑制无用的信号，使一定频率范围内的信号能顺利通过，衰减很小，而在此频率范围以外的信号不易通过，衰减很大。

按频率范围的不同，滤波器可分为低通、高通、带通等。当

>0时，|T(j)|

衰减很快显然，电路能使低于0的信号顺利通过，衰减很小，而使高于0的信号不易通过，衰减很大，称为低通滤波器。幅频特性0|Auf0||T(j)|O1.低通滤波器高通滤波器电路能使频率大于0

的信号通过，而小于0

的信号被阻止，称为高通滤波器。

2.高通滤波器幅频特性0|Auf0||T(j)|O7.4.5模拟信号变换1.模拟信号变换为模拟信号

(1)强电:如变压器的电压变换及电流变换

(2)弱电:模拟电子技术中的放大及集成运算放大器的信号运算2.模拟信号变换为数字信号采用AD转换器(单片集成块)实现即输入模拟信号就可以直接得到数字信号的输出.

分辨率:以输出二进制数的位数表示分辨率,

位数越多,误差越小,转换精度越高模拟信号的运算与波形变换1、相加：1.2连续时间信号的基本运算与波形变换

t0t02、相乘：3、幅度变化af（t）tttttt1.2连续时间信号的基本运算与波形变换4、微分140130tttt

101340-11.2连续时间信号的基本运算与波形变换7.4.6数字信号的逻辑编码与逻辑演算逻辑编码采用”0”和”1”。分别称为逻辑“0”和逻辑“1”。这里“0”和“1”并不表示数量的大小，而是表示两种相互对立的逻辑状态。

逻辑编码所表示的是逻辑关系，而不是数量关系。1.常量与变量的关系0律1律同一律反律(还原律)互补律

逻辑演算法则2.逻辑代数的基本运算法则普通代数不适用！结合律分配律交换率反演律吸收律(1)A+AB=A(2)A(A+B)=A（3）（4）例1：化简3.应用逻辑代数运算法则化简（1）并项法例2：化简（2）配项法例3：化简（3）加项法（4）吸收法吸收例4：化简十六进制数二进制数十进制数Q3Q2Q1Q00H1H2H3H4H5H6H7H8H

000000010010001101000101011001111000012345678十六进制数二进制数十进制数Q3Q2Q1Q0

9HAHBHCHDHEHFH

10011010101111001101111011119101112131415

16

0000

07.4.7数字信号的数值编码与数值运算1.数字信号的数值编码(8421码):二进制与十