当前课程知识点：信号与系统 > 第1章 信号 > 1.5 信号的分类 > 1.5讲 视频
同学们好
上一讲我们了解了信号的基本概念
今天讲讲
信号的分类
根据5个标准
本课程把信号分为10个大类
分别是
连续信号和离散信号
周期信号和非周期信号
能量信号和功率信号
确定信号和随机信号
因果信号和反因果信号
下面分别给予介绍
根据自变量取值方式的不同
信号可分为连续时间信号和离散时间信号
简称连续信号和离散信号
连续信号是指
在时间定义域内自变量连续取值的信号
其特点是
自变量时间的取值是连续的
而因变量的取值可以连续也可以离散
与连续信号紧密相关的一种信号是模拟信号
我们把自变量和因变量均连续的信号称为模拟信号
其波形为一条连续曲线
通常
连续信号可表示为
若自变量是按一个固定时间间隔不连续取值的话
则所得到的信号就是离散信号
通常
离散信号可表示为
离散信号有以下主要特点
（1）虽然自变量取离散值
但因变量（幅值）的取值可以是连续的
也可以是离散的
（2）其图形是出现在离散自变量点上的一系列垂直线段
与离散信号紧密相关的一种信号是数字信号
若因变量取值离散且有限
则这种连续或离散信号也可称为数字信号
图中给出了离散数字信号和连续数字信号
注意
数字信号的自变量可以连续也可以离散
通过以上对连续和离散信号的介绍
我们可以认为
“连续”和“离散”描述的是信号“自变量”的变化特征
而“模拟”和“数字”
则主要刻画信号“因变量”的变化特性
接下来讲讲我们在中学就很熟悉的周期和非周期信号
周期信号就是按照一定的时间间隔周而复始变化
无始无终的信号
其数学表达式可写为
就是我们最熟悉的周期信号实例
不具有周期变化特性的信号被称为非周期信号
若令一个周期信号的周期T趋于无穷大
也就是说
信号不重复出现
那么 周期信号就变成非周期信号
这个概念非常重要
它揭示了周期信号与非周期信号的内在关系
在引入傅里叶变换时要用到它
实际的电信号是具有能量的
根据信号能量表现形式的不同
可把信号分为
能号量信号
和功率信号
则称其为能量信号
其特征是
信号的振幅和持续时间均有限
非周期
比如单个矩形脉冲
则称其为功率信号
其特征是
信号的幅值有限
持续时间无限
比如直流信号 周期信号和随机信号
注意
周期信号必然是功率信号
但功率信号未必是周期信号
一个信号不能既是能量信号又是功率信号
但可以既不是能量信号也不是功率信号
可见
按能量信号和功率信号对信号进行分类
从理论上并未包含所有信号
但定义能量和功率信号
对研究“通信原理”课程中的信号能量谱和功率谱很有意义
工程中遇到的信号根据其变化规律
可划分为确定信号和随机信号两大类
如果信号的未来值可以用一个数学表达式准确描述
则称这类信号为确定信号
比如正弦信号可以用正弦表达式描述
如果在给定的任一时刻
信号的值是随机的
即信号的未来值不能用一个数学表达式准确描述
则称该类信号为不确定信号或随机信号
比如人们讲话的语音信号
由于这类信号的未来值随时间的推移作随机变化
需用概率分布来描述或用统计平均值来表征
所以又被统称为统计时间信号
需要说明的是
信号的随机变化既可体现在幅度上
也可体现在频率或相位参量上
即有随机幅值信号 随机频率信号和随机相位信号
当然
也可以出现两个或三个参量联合随机变化的随机信号
严格地说
客观存在的信号基本上都是随机信号
如语音信号 图像信号 生物电信号 地震信号等等
只有那些供分析和测试用的基本信号
如直流信号 正弦型信号 方波 三角波 指数等
才是确定信号
从通信的角度看
只有传输随机信号才有意义
因为它携带人们欲知而未知的内容
即信息
但为何本课程却主要分析确定信号
确定信号虽然不用于通信任务
但可以作为基本信号对系统的特性进行分析研究
其分析方法和结果可以直接推广
或借鉴到随机信号的分析中去
这就是分析确定信号的意义所在
第五种分类是因果和反因果信号
根据信号在观察时间点前后的变化特性
可把信号分为因果信号和反因果信号
从波形上看
因果信号是右边信号
反因果信号是左边信号
以上就是今天的全部内容
需要说明的是
根据不同标准
信号还可以有其他分类
但本课程主要讨论上述十种信号
下面进入问答环节
老师
把信号分为因果信号和非因果信号有何意义
我们熟悉的各种数学函数大多定义在[-∞，∞] 区间内
而现实中需要被我们研究的信号往往有一个时间起点
比如
开关合上
接通电路的时候
不会出现从负无穷大开始研究的情况
因此
定义因果信号就是为了符合这个实际情况
从而便于对信号的研究及分析
老师
随机信号是不可预知的
那如何研究它呢
这个问题问得好
一个独立存在的随机信号确实无法进行理论研究
但若将来自同一信号源的一组随机信号统一考察
就会发现它们满足一些统计规律
从而为随机信号的研究及分析打开了一扇门
这扇门叫作 随机过程
有关随机过程的内容
会在《通信原理》课程中予以讨论
以上就是本讲的全部内容
同学们再见
-1.1 《信号与系统》是门什么样的课？
--1.1讲 视频
-1.2《信号与系统》的特点、学习目的和研究路线
--1.2讲 视频
-1.3《信号与系统》与《电路分析》的关系
--1.3讲 视频
-1.4 什么是信号
--1.4讲 视频
-1.5 信号的分类
--1.5讲 视频
-1.6 八个基本信号
-1.7 信号的分解/合成及作图
--1.7讲 视频
-1.8 什么是卷积积分
--1.8讲 视频
-习题讲解
--第1章 习题讲解
-讨论1
-讨论2
-讨论3
-测试：选择题
-测试：判断题
-2.1 什么是系统？
--2.1讲 视频
-2.2 什么是状态
--2.2讲 视频
-2.3 什么是线性系统
--2.3讲 视频
-2.4 什么是时不变系统和因果系统
--2.4讲 视频
-2.5 什么是动态与静态，开环与闭环，稳定与不稳定系统
--2.5讲 视频
-2.6 什么是系统模型？如何分析系统？
--2.6讲 视频
-习题讲解
--第2章 习题讲解
-讨论1
-讨论2
-讨论3
-测试：选择题
-测试：判断题
-3.1 有哪几种系统时域分析方法
--3.1讲 视频
-3.2 为什么要求冲激响应及阶跃响应
--3.2讲 视频
-3.3 系统时域分析法中的三个问题
--3.3讲 视频
-习题讲解
--第3章 习题讲解
-讨论1
-讨论2
-讨论3
-测试：选择题
-测试：判断题
-4.1 为什么要在频域分析信号？如何分析？
--4.1讲 视频
-4.2 什么是信号的频谱
--4.2讲 视频
-4.3 什么是系统通频带？
--4.3讲 视频
-4.4 如何画周期信号的频谱？
-4.5 为什么要引入傅氏变换？
--4.5讲 视频
-习题讲解
--第4章 习题讲解
-讨论1
-讨论2
-讨论3
-测试：选择题
-测试：判断题
-5.1 为什么要引入拉氏变换？
--5.1讲 视频
-5.2 什么是收敛域？
--5.2讲 视频
-5.3 为什么拉氏变换可以求得全响应？
--5.3讲 视频
-5.4 什么是复频域电路模型分析法？
--5.4讲 视频
-5.5 系统函数的本质是什么，三域分析法之间的关系如何？
--5.5讲 视频
-习题讲解
--第5章 习题讲解
-讨论1
-讨论2
-讨论3
-测试：选择题
-测试：判断题
-6.1 为什么要对系统进行模拟？如何模拟？
-6.2 什么是系统的稳定性？为什么要研究稳定性？
--6.2讲 视频
-6.3 如何判断系统稳定性？
--6.3讲 视频
-习题讲解
--第6章 习题讲解
-讨论1
-讨论2
-测试：选择题
-测试：判断题
-7.1 几个主要的基本离散信号
-7.2 离散信号的几种运算
--7.2讲 视频
-7.3 离散信号与离散系统的时域分析
--7.3讲 视频
-7.4 离散系统时域分析法
--7.4讲 视频
-习题讲解
--第7章 习题讲解
-讨论1
-讨论2
-测试：选择题
-测试：判断题
-8.1 z 变换
--8.1讲 视频
-8.2 离散信号与离散系统的z 域分析
--8.2讲 视频
-习题讲解
--第8章 习题讲解
-讨论1
-讨论2
-测试：选择题
-测试：判断题
-9.1 系统状态模型的建立
--9.1讲 视频
-9.2 系统状态模型的求解
--9.2讲 视频
-习题讲解
--第9章 习题讲解
-讨论1
-讨论2
-测试
-《信号与系统》期末考试试题
