①信號的概念

超聲檢測利用的是超聲波，即在彈性介質(zhì)中傳播番的機械振動，要對這種振動與介質(zhì)之間相互作用的結(jié)果進行分析，從而提取反映材料缺陷、組織結(jié)構(gòu)及性能的信息，則必須研究接收到的反射或透射信號，即借助信號處理方法。因此，了解信號的相關(guān)知識十分必要。

一個信號f(t)或f(n)，它可以代表一個實際的物理信號: 也可以是數(shù)學上的一個函數(shù)或序列。不論是自然和物理信號，如語音、圖像、地震信號、生理信號等，還是人工產(chǎn)生的信號經(jīng)自然的作用和影響而形成的信號，如通信信號、醫(yī)用超聲波信號和機械探傷信號等，它總是蘊含一定的信息。因此可以說，信號是信息的表現(xiàn)形式，信息則是信號的具體內(nèi)容。

數(shù)學上，信號可以描述為一個或若干個自變量的函數(shù)或序列的形式，也可以用波形來描述。與信號的函數(shù)或序列表達式的描述方式相比，波形描述方式更具一般性。頻譜也是信號的描述方法之一，它是頻率的函數(shù)，可以與表示信號的函數(shù)和序列一一對應(yīng)。如果信號的頻譜不是恒定的而是隨時間變化的，那么還可以用“時頻表示”更加準確地描述信號的頻譜分布和變化，它是時間和頻率的二元函數(shù)。此處著重討論的是頻譜分析的數(shù)學原理。

②信號的分類

從幾個不同的角度，可以對信號進行以下分類:

1. 確定性信號和非確定性信號

若信號可以由某一確定的數(shù)學表達式所表示，或者信號的波形唯一確定，這種信號就是確定性信號。反之，如果信號具有不可預(yù)知的不確定性，則稱之為隨機信號或不確定性信號。對于確定性信號，當任意給定一個自變量的值，就可以唯一確定其信號的取值；而對隨機信號，其取值卻是不確定的。

2.周期信號與非周期信號

若一個信號f（t）滿足下面的關(guān)系：

則稱之為周期信號，其中滿足式(3-2)的正的最小T值稱為該信號的基波周期，簡稱周期。顯然，周期信號的波形是按寬度T周期性重復(fù)的，周期信號是無始無終信號。

如果一個信號不是周期信號，那么它就是一個非周期信號。非周期信號可以看成是周期信號在周期為無窮大時的特例。

有一類非周期信號比較特殊，它們并不是周期信號，但是在一定時間范圍內(nèi)，其波形具有一定的周期性，只不過周期是變化的，而且兩個周期內(nèi)的波形也只是相似而不是完全相同，這種信號稱之為準周期信號。

3.時間連續(xù)信號與時間離散信號

在自變量的整個連續(xù)區(qū)間內(nèi)都有定義的信號是時間連續(xù)信號或連續(xù)時間信號，簡稱連續(xù)信號。需要說明的是，這里的“連續(xù)”指的是定義域，信號的值域可以是連續(xù)的，也可以不是連續(xù)的。

僅在一些離散點上才有定義的信號稱為時間離散信號或離散時間信號，簡稱離散信號。這里的“離散”同樣指的是定義域，其值域可以是連續(xù)的，也可以是不連續(xù)的。

一個時間離散信號f(n)，其信號源可能本來就是離散的。但在大部分情況下，時間離散信號是由時間連續(xù)信號經(jīng)過采樣后得到的，如3.4.1節(jié)所述。

4.模擬信號與數(shù)字信號

模擬信號是指定義域和值域均連續(xù)的信號，因此模擬信號肯定是時間連續(xù)信號。

而數(shù)字信號是指定義域和值域均離散的信號，因此數(shù)字信號肯定是時間離散信號。數(shù)字信號一般都是通過把模擬信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到的。

以上僅是常見的幾種信號分類方法，事實上從其他角度出發(fā)，還可以有其他的分類方法，在此不再贅述。

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