什么是电信号?

时间:2024-01-10

  信号是反映消息的物理量,例如工业控制中的温度、压力、流量、自然界的声音信号等,因而信号是消息的表现形式。人们所说的信息,是指存在于消息之中的新内容,例如人们从各种媒体上获得原来未知的消息,就是获得了信息。可见,信息需要借助于某些物理量(如声、光、电)的变化来表示和传递,广播和电视利用电磁波来传送声音和图像就是的例证。 

    由于电信号较容易传送、处理和控制,人们就将非电的物理量通过各种传感器转换成电信号,以达到信息的提取、传送、交换、存储等目的。

  电信号是指随时间而变化的电压 u或电流i,因此在数学描述上可将它表示为时间t的函数,即u=f(t)或i=f(t),并可画出其波形。电子电路中的信号均为电信号,以下简称为信号。

 模拟信号和数字信号 

 信号的形式是多种多样的,可以从不同角度进行分类。例如,根据信号是否具有随机性分为确定信号和随机信号,根据信号是否具有周期性分为周期信号和非周期信号,根据信号对时间的取值分为连续时间信号和离散时间信号,等等。在电子电路中则将信号分为模拟信号和数字信号。 

 模拟信号在时间和数值上均具有连续性,即对应于任意时间值t均有确定的函数值 u或i,并且u或i的幅值是连续取值的。例如,正弦波信号是典型的模拟信号,图0.1.1(a)所示也是典型的模拟信号。 

 与模拟信号不同,数字信号在时间和数值上均具有离散性,u或 i的变化在时间上不连续,总是发生在离散的瞬间,且它们的数值是一个量值的整倍数,并以此倍数作为数字信号的数值,如图0.1.1(b)所示。当实际信号的值在 N与N+1(N为整数)之间时,则需通过设定的阈值将其确定为1 或N+1,即认为 N与N+1之间的数值没有意义。

  信号的形式是多种多样的,可以从不同角度进行分类。例如,根据信号是否具有随机性分为确定信号和随机信号,根据信号是否具有周期性分为周期信号和非周期信号,根据信号对时间的取值分为连续时间信号和离散时间信号,等等。在电子电路中则将信号分为模拟信号和数字信号。
  模拟信号在时间和数值上均具有连续性,即对应于任意时间值t均有确定的函数值 u或i,并且u或i的幅值是连续取值的。例如,正弦波信号是典型的模拟信号,图0.1.1(a)所示也是典型的模拟信号。
  与模拟信号不同,数字信号在时间和数值上均具有离散性,u或 i的变化在时间上不连续,总是发生在离散的瞬间,且它们的数值是一个量值的整倍数,并以此倍数作为数字信号的数值,如图0.1.1(b)所示。当实际信号的值在 N与N+1(N为整数)之间时,则需通过设定的阈值将其确定为1或N+1,即认为 N与N+1之间的数值没有意义。

  应当指出,大多数物理量所转换成的电信号均为模拟信号。在信号处理时,模拟信号和数字信号可以相互转化。

  例如,用计算机处理信号时,由于计算机只能识别数字信号,故需将模拟信号转换为数字信号,称为模-数转换①;由于负载常需模拟信号驱动,故需将计算机输出的数字信号转换为模拟信号,称为数-模转换②。本书所涉及的信号多为模拟信号。

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