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信号是传递信息的重要载体,在我们的日常生活和科技应用中无处不在。根据信号在时间轴上的特性,我们可以将信号分为两大基本类型:连续信号和离散信号。这种分类对于理解信号处理的基本概念非常重要。
连续信号是在连续时间范围内都有定义的信号,其幅度值可以在连续的数值范围内取任意值。我们通常用 x(t) 来表示连续信号,其中 t 可以取任意实数值。连续信号的典型例子包括自然界中的声音波形、温度变化、电压信号等。图中展示了两个连续信号的例子:正弦波和衰减振荡信号。
离散信号只在离散的、特定的时间点上有定义,时间轴是不连续的。我们通常用 x[n] 来表示离散信号,其中 n 是整数,代表离散的时间点。离散信号的典型例子包括数字音频信号、每日股票价格、人口统计数据等。图中展示了一个离散信号的例子,注意信号只在整数时间点有值,用圆点表示,并用竖线连接到时间轴。
通过对比可以清楚地看出连续信号和离散信号的主要区别。连续信号在所有时间点都有定义,形成平滑的曲线;而离散信号只在特定的时间点有值,用离散的点表示。在表示法上,连续信号用 x(t) 表示,离散信号用 x[n] 表示。在实际应用中,连续信号多用于模拟系统,离散信号多用于数字系统和计算机处理。
连续信号和离散信号在实际应用中都有重要作用。连续信号广泛应用于音频信号处理、模拟通信系统和传感器信号等领域。离散信号则主要用于数字图像处理、计算机数据处理、数字通信系统和数字滤波器设计等。图中展示了从连续信号到离散信号的采样过程,这是数字信号处理的基础。通过采样,我们可以将连续的模拟信号转换为计算机可以处理的离散数字信号。