信号的分类

一般而言信号都是随时间变化的时间函数，因此，可以根据信号随时间变化的规律进行分类，如图2．7所示。

图2．7 信号的分类

（1）确定性信号

确定性信号是可以用精确的数学关系式来表达的信号，给定一个时间值就可以得到一个确定的相应函数值。

1）周期信号

周期信号按一定时间间隔重复出现的信号，满足如下关系式：

式中 T——信号周期。

2）非周期信号

能够用数学函数或图表描述，但是又不会重复出现的确定性信号称为非周期信号。其中，准周期信号由多个周期信号合成，其频谱仍具有离散性，但各信号周期没有最小公倍数。例如，函数表达式所描述的就是一个准周期信号，其频率比为。而瞬态信号，是在有限时间段内存在或随着时间的增加而幅值衰减至零的信号，例如，函数表达式x（t）＝e－βt·sin2πt所描述的就是一个瞬态信号。

（2）非确定性信号（随机信号）

随机信号不能用数学函数公式来描述，其幅值、相位变化不可预知，其描述的物理现象是一种随机过程。确定性信号和随机信号之间并不是截然分开的，通常确定性信号也包含着一定的随机成分，而在一定的时间内，随机信号也会以某种确定的方式表现出来。判断一个信号是确定性的还是随机的，通常是以通过试验能否重复产生该信号为依据。如果一个试验重复多次，得到的信号相同（在试验允许误差范围内），则可以认为是确定性信号，否则为随机信号。

随机信号只能使用数学统计特征（均值、均方值、方差、概率密度函数、相关函数等）进行描述，图2．8为平稳随机信号，它的数学统计特性不随时间变化，即与时间无关。如果一个平稳随机信号的统计平均值或它的矩等于该信号的时间平均值，则称该信号是各态历经的。

图2．8 平稳随机信号

图2．9为非平稳随机信号，即数学统计特征随时间变化的随机信号。

图2．9 非平稳随机信号

（3）连续时间信号与离散时间信号

1）连续时间信号

在所有时间点上有定义的信号，其幅值可连续或离散（模拟信号、量化信号）。图2．10的x（t）即为模拟信号，其自变量t和幅值都是连续的，而x′（t）为量化信号，其自变量t是连续的，而幅值是离散的。

图2．10 连续时间信号

2）离散时间信号

在若干时间点上有定义，幅值可连续或离散（采样信号、数字信号）。图2．11（a）的x1（t）即为采样信号，其自变量为离散的，幅值是连续的；图2．11（b）的x2（t）为数字信号，其自变量和幅值都是离散的，通常也称一个数字信号为一个序列。

图2．11 离散时间信号

在实际应用中，连续信号和模拟信号，离散信号和数字信号常可以通用。