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法律研究信号与系统 – 信号分类
什么是信号？
信号可以以下列方式之一定义：
任何传递信息的东西都可以称为信号。
信号也可以定义为一个或多个自变量的单值函数，它包含一些信息。
信号也可以定义为任何随时间或任何其他自变量变化的物理量。
信号可以用时域或频域表示。一些常见的信号示例包括人类语音、电流、电压等。
根据定义，信号可以是一个或多个自变量（如时间、位置、压力、温度等）的函数。如果信号仅是一个自变量的函数，则称为**一维信号**；如果信号是两个自变量的函数，则称为**二维信号**。
信号分类
根据时域的性质和特征，信号可以分为两类：
连续时间信号
在每个时刻都定义的信号称为**连续时间信号**。连续时间信号也称为**模拟信号**。对于连续时间信号，自变量是时间。连续时间信号的图形表示如图 1 所示。
离散时间信号
仅在离散时刻定义的信号称为离散时间信号。离散时间信号的幅度是连续的，但这些信号在时间上是离散的。两个时间点之间离散时间信号的幅度根本没有定义。对于离散时间信号，自变量是时间，用 n 表示。由于这些信号仅在离散时间点定义，因此由序列 x(n) 或 x(nT) 给出，其中 n 是整数。
离散时间信号的图形表示如图 2 所示。
离散时间信号和连续时间信号可以进一步分类如下：
**确定性信号** – **确定性信号**是指在任何时刻幅度和相位都没有不确定性的信号。这些信号具有规律的模式。正弦波、指数信号、方波等是确定性信号的例子。
**随机信号** – 发生存在不确定性的信号称为**随机信号**。随机信号具有不规则的模式，不能用数学方程式表示。电路上产生的热噪声是随机信号的常见例子。
**周期信号** – **周期信号**定义为具有明确模式并在规则的时间间隔内重复自身的信号。
**非周期信号** – 在规则的时间间隔内不重复的信号称为非周期信号。**非周期信号**也称为**非周期性**信号。
**能量信号** – 当且仅当信号的总能量有限时，该信号称为**能量信号**。能量信号的平均功率为零，即 P = 0。能量信号的例子是非周期信号。
**功率信号** – 如果信号具有有限的平均功率（即 0 < 𝑃 < ∞），则称为**功率信号**。功率信号的总能量为零（即 E = 0）。周期信号是功率信号的例子。
**因果信号** – 如果对于 t < 0，x(t) = 0，则连续时间信号 x(t) 被称为因果信号。类似地，如果对于 n < 0，x(n) = 0，则离散时间信号 x(n) 被称为**因果信号**。因此，因果信号在负时间内不存在。示例：u(t) 是因果信号。
**反因果信号** – 如果对于 t > 0，x(t) = 0，则连续时间信号 x(t) 被称为反因果信号。类似地，如果对于 n > 0，x(n) = 0，则离散时间信号 x(n) 被称为**反因果信号**。因此，反因果信号在正时间内不存在。示例：u(-t) 是反因果信号。
**非因果信号** – 那些不是因果信号的连续时间或离散时间信号称为**非因果信号**。例如，在正时间和负时间都存在的信号既不是因果信号也不是反因果信号，但它是非因果信号。
**偶信号** – 关于垂直轴或时间原点对称的信号称为偶信号。它们也称为**对称信号**。余弦波是偶信号的例子。
**奇信号** – 关于垂直轴反对称的信号称为奇信号。奇信号也称为**反对称信号**。正弦波是奇信号的例子。
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