西华大学交通与汽车学院
第二章、信号分类及其描述
本章学习要求,
1.了解信号分类方法
2.掌握信号时域波形分析方法
3.掌握信号频域频谱分析方法
西华大学交通与汽车学院
1 从信号描述上分
--确定性信号与非确定性信号；
2 从信号的幅值和能量上
--能量信号与功率信号；
3 从分析域上
--时域与频域；
2.1 信号的分类与描述
西华大学交通与汽车学院
4 从连续性
--连续时间信号与离散时间信号；
5 从可实现性
--物理可实现信号与物理不可实现信号 。
西华大学交通与汽车学院 2.1 信号的分类与描述
1 确定性信号与非确定性信号
可以用明确数学关系式描述的信号称为确定
性信号。不能用数学关系式描述的信号称为非确
定性信号。
西华大学交通与汽车学院 2.1 信号的分类与描述
a) 周期信号：经过一定时间可以重复出现的信号
x ( t ) = x ( t + nT )
b) 非周期信号：在不会重复出现的信号。
c)非确定性信号：不能用数学式描述, 其幅值, 相
位变化不可预知, 所描述物理现象是一种随机过程 。
非确定性信号根据是否能满足平稳随机过程的条件,
又可以分成平稳随机信号和非平稳随机信号 。
西华大学交通与汽车学院 2.1 信号的分类与描述
2 能量信号与功率信号
a)能量信号
在所分析的区间 （ -∞, ∞ ）, 能量为有限
值的信号称为能量信号, 满足条件,
??? ?
??
dttx )(2
一般持续时间有限的瞬态信号是能量信号 。
西华大学交通与汽车学院 2.1 信号的分类与描述
b)功率信号
在所分析的区间 （ -∞, ∞ ）, 能量不是有限
值, 此时, 研究信号的平均功率更为合适 。
一般持续时间无限的信号都属于功率信号,
???
??? ??
T
TTT
dttx )(l i m 22 1
西华大学交通与汽车学院
1、信号波形图
周期 T，频率 f=1/T
峰值 P
A
t
T
P
Pp-p
双峰值 Pp-p
2.2 信号的时域波形分析
西华大学交通与汽车学院 2.2 信号的时域波形分析
4、均值
?
?? ??
?? T
T
Tx dttxtxE 0
1 )(lim)]([?
均值 E[x(t)]表示集合平均值或数学期望值 。
均值：反映了信号变化的中心趋势，也称之
为直流分量。
5、均方值
? 2 2 1 2
0
x T
T
TE x t x t dt? ?
? ?? ?
?[ ( )] lim ( )
信号的均方值 E[x2(t)]，表达了信号的强度；
其正平方根值，又称为有效值 (RMS)，也是信号
平均能量的一种表达。
西华大学交通与汽车学院 2.2 信号的时域波形分析
6、方差
方差：反映了信号绕均值的波动程度。
信号 x(t)的方差定义为,
? ?2 2 1 2
0
x T
T
x
T
E x t E x t x t dt? ? ? ?
? ?? ?
?[( ( ) [ ( )]) ] lim ( ( ) )
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2.3 信号的频域分析
1 周期信号与离散频谱
采用三角函数展开式
)s i n (2)s i nc o s(2)( 0
1
0
00
1
0
n
n
nn
n
n tnA
atnbtnaatx ???? ?????? ?? ?
?
?
?
??? 2/ 2/0 )(2 TT dttxTa
??? 2/ 2/ 0c o s)(2 T Tn t d tntxTa ?
??? 2/ 2/ 0s i n)(2 TTn t d tntxTb ?
22 nnn baA ??
???
?
???
??
n
n
n b
aa r c t a n?
西华大学交通与汽车学院
周期信号频谱的特点
（ 1）离散性
（ 2）谐波性
（ 3）收敛性
西华大学交通与汽车学院
2、非周期信号与连续频谱
? ??? ?? dtetxX tj?? )()(
? ???? ??? ? deXtx tj)(2 1)(
傅里叶变换对,
频谱特点：其频谱是连续的，它是由无限多个、
频率无限接近的频率成分所组成。谱线幅值在
各频率上趋于无穷小。
第二章、信号分类及其描述
本章学习要求,
1.了解信号分类方法
2.掌握信号时域波形分析方法
3.掌握信号频域频谱分析方法
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1 从信号描述上分
--确定性信号与非确定性信号；
2 从信号的幅值和能量上
--能量信号与功率信号；
3 从分析域上
--时域与频域；
2.1 信号的分类与描述
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4 从连续性
--连续时间信号与离散时间信号；
5 从可实现性
--物理可实现信号与物理不可实现信号 。
西华大学交通与汽车学院 2.1 信号的分类与描述
1 确定性信号与非确定性信号
可以用明确数学关系式描述的信号称为确定
性信号。不能用数学关系式描述的信号称为非确
定性信号。
西华大学交通与汽车学院 2.1 信号的分类与描述
a) 周期信号：经过一定时间可以重复出现的信号
x ( t ) = x ( t + nT )
b) 非周期信号：在不会重复出现的信号。
c)非确定性信号：不能用数学式描述, 其幅值, 相
位变化不可预知, 所描述物理现象是一种随机过程 。
非确定性信号根据是否能满足平稳随机过程的条件,
又可以分成平稳随机信号和非平稳随机信号 。
西华大学交通与汽车学院 2.1 信号的分类与描述
2 能量信号与功率信号
a)能量信号
在所分析的区间 （ -∞, ∞ ）, 能量为有限
值的信号称为能量信号, 满足条件,
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一般持续时间有限的瞬态信号是能量信号 。
西华大学交通与汽车学院 2.1 信号的分类与描述
b)功率信号
在所分析的区间 （ -∞, ∞ ）, 能量不是有限
值, 此时, 研究信号的平均功率更为合适 。
一般持续时间无限的信号都属于功率信号,
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1、信号波形图
周期 T，频率 f=1/T
峰值 P
A
t
T
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双峰值 Pp-p
2.2 信号的时域波形分析
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4、均值
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T
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1 )(lim)]([?
均值 E[x(t)]表示集合平均值或数学期望值 。
均值：反映了信号变化的中心趋势，也称之
为直流分量。
5、均方值
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T
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信号的均方值 E[x2(t)]，表达了信号的强度；
其正平方根值，又称为有效值 (RMS)，也是信号
平均能量的一种表达。
西华大学交通与汽车学院 2.2 信号的时域波形分析
6、方差
方差：反映了信号绕均值的波动程度。
信号 x(t)的方差定义为,
? ?2 2 1 2
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T
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T
E x t E x t x t dt? ? ? ?
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2.3 信号的频域分析
1 周期信号与离散频谱
采用三角函数展开式
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周期信号频谱的特点
（ 1）离散性
（ 2）谐波性
（ 3）收敛性
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2、非周期信号与连续频谱
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傅里叶变换对,
频谱特点：其频谱是连续的，它是由无限多个、
频率无限接近的频率成分所组成。谱线幅值在
各频率上趋于无穷小。
