一、信号简介。
一）问答题答案。
1. 信息--为某种事件的物理表述方式。如语言、文字、图像、编码等都是一种信息（消息）要传递的方式。
信号--是信息的表现开式，信息是信号的具体内容。信号是随时间变化的某种物理量。电信号—通常是指随时间而变化的电压或电流，也可以是电容上的电荷，线图中的磁通，空间的电磁波等的变化，也可以是开关的通断，光照的有无等等。
2. 通常分模拟信号，数字信号，离散信号三大类。
3. 通常化语音信号（有时也称音频信号）、图像信号（有时也称**信号）、温度信号、压力信号、光信号等等。
4. 时间和幅值均为连续的信号称为模拟信号，即为连续时间信号。如220v交流供电信号，正弦信号源的输出信号等均为模拟信号，另外如温度随时间变化的信号，光照强弱变化的信号等均属于模拟信号之列。
图2-12 为模拟信号几例。
a）正弦信号b）脉冲信号
c）温度变化信号。
图2-12 题图4 解。
5. 时间与幅值均为不连续的信号称为离散信号，也称离散时间信号，它只有在某些不连续的某些瞬时才给出函数值，而在其它时间则无定义。如a/d转换中对模拟信号各取抽样点的值即为离散信号。
图2-13 为离散信号一例。
图2-13 题图5 解。
6. 时间与幅值均为不连续的信号称为数字信号。如幅值为 的二进制数码、多电平（幅值有多个离散值）的数码等均为数字信号。如图2-14 所示：
（a）二电平数字信号b）四电平数字信号图2-14
7. 所谓周期信号就是依一定时间间隔周而复始，且是无始无终的信号，它的表达式可写作：f(t)=f(t+nt) n=0，+1，+2…（任意整数）式中t 称为信号的周期，若此t 趋于无限大，则成为非周期信号，图2-15 中所述各例均属周期信号。
a） 正弦信号b）全波余弦脉冲c）图像（**）信号
图2-158. 不可预知的无确定性的信号称为随机信号。即随机信号不是一个确定的时间函数，当给定一个时间值时，其函数值并不确定，而只是知道此信号取某一数值的概率。
严格的说，除了信号发生器所产生的有规律的信号外，一般的信号都属于随机信号。通信广播系统中所传送的信号也不例外，因为信号如果是完全确定了的时间函数，就不可能得到任何新的信息，这就失去了通信广播的目的。
9. 语音（**）信号属于随机信号，人们无法预知或确定它的未来。但在工程或实验研究中，在一定时间内仍可对它作近似处理，视其为周期信号，如此可使问题分析大大简化。
10. 以 表述的数字信号也属于随机信号，它未来的状态（即下一时刻或时段的表述）是无法预知和确定的。但在工程实践或作分析研究时，在一定时间内仍可对它作近似处理，视其为周期信号，如此可使问题大大简化。
11. 有两种：
时域法—以时间为变量的时间函数表达法。即常见的以时间为横坐标，电压或电流为纵坐标的波形表达法。这种表达法的特点是直观、概念清楚，在某种程度上能反映事物的变化本质或趋势，可用示波器对它进行观察和测量。
频域法—以频率（或触频率）为变量的频率函数表述法，即常见的以频率为横坐标，幅值或相位角为纵坐标的频率特性表示法，这种表述法的特点是简单、作图方便、便于分析，它在研究信号带宽时是十分有用的，可用频谱分析仪对它进行观察与测量。
12. 同一种事物（信号）用两种不同方式表述，这两种方式必定会有直接关系。信号的时域表述与频率表述由数学上的付里叶变换连系在一起。
即信号的频域函数是由其时域函数作付里叶正变换而得，信号的时域函数是其频域函数作付里叶反变换而得。对连续信号而言，它们的数学关系归纳为：
付里叶正变换（由时域函数变换主频域函数）
傅里叶反（逆）变换（由频域函数变换主时域函数）
13. 设周期信号为f(t)，当它满足狄义赫利条件时，它即可展开成三角形式的傅里叶级数，由此可得到此信号所包含的各种频率分量：
例子：如图2-15（b）全波余弦半波脉冲信号的傅里叶级数开示为：
14. 方波的分解情况如图2-16 所示。
15. 其付里叶级数展开式为：
图2-17 题15 解。
其频谱图如图2-17 所示。由图可见，谐波次数愈高，其幅愈小，函数是收敛的。
16. 有用的主要之点是：
1） 对称于横軕的方波其分解后无直流分量；
2） 对称于纵轴的偶函数，其分解后无奇函数（正弦量）出现；
对称于。一、三象限的奇函数，其分解后无偶函数（余弦量）出现。
3）一个方波（或脉冲）的前后沿是否随峭与其所含高次谐波分量的多少有关，其所含的高次谐波愈多，则其前后沿就愈陡峭。通常取9-11 次谐波合成的方波的前后沿的陡峭即能满足工程或实验的要求。因为谐波分量的幅值随谐波次数的升高而降低。
4） 一个方波的顶部是否平坦，与其所含低次谐波（一次谐波）有关。
17. 1） 在r 上输出的是频率为1mhz 的正弦信号。
2） 原因：周期为1us 的方波，其基波分量即为1mhz 的正弦或余弦信号，rlc 串联回路正好调谐于此频率上，故能将此基波分量选出，而滤除其它分量。在高频丁类（d 类）放大器中常利用这一方式。
18. 1） 有直流分量，因为这一信号的波形不对称于横轴。
2） 无正弦信号分量，因为这一信号对称于纵轴，为偶函数。
3） 其付里叶级数展开式为。
可见，周期性半波余弦信号中含有直流、基波和偶次谐波分量，谐波的幅度以1/n2 规律收敛。
19. 1 ）无直流分量，因为这一信号的波形对称于横轴。
2） 无余弦分量，因为这一信号的波形在第。
一、三象限中对称（对原点对称），为奇函数。
3） 其付里叶级数展开式为：
可见，周期锯管脉冲信号中只含有正弦分量，其谐波的幅度以1/n 的规律收敛，下降速度稍慢。
20. 给定方波的周期t=1us，由此可求出此方波的基波频率为：
f1=1/t=1/10-6=1mhz。根据方波的付里叶级数展可知，若要其幅鸭不失真的通过较理想的方波，就必须让方波的基波及9~11 次高次谐波通过，由此可得此网络或放大器的上、下限截止频率为：
fl<1mhz fh>(9-11)f1=(9-11)mhz
21. 周期信号的频谱---是离散的线状谱，其谐波幅度随谐波次数增高而下降，即函数是收敛的，上述 题各例充分证明了这一点。
非周期信号的频谱---是连续频谱，其谐波成份有无限多。如开关信号、阶跃脉冲、冲击函数等的频谱均如此，这些信号能对各种频段的电路与系统产生干扰。
22. 付里叶变换是针对非周期信号作时域，频域间转换的一种数字表述。因为非周期信号可看成是周期信号的周期t 趋于无限大而得到的结果，因此可以用周期信号的付里叶级数通过极限的方式导出非周期信号的频谱表达式。
此式即称为付里叶变换，与周期信号类似，由时域主频域，用付里叶正变换，由频域至频域用付里叶反（逆）变换：
傅立叶正变换
傅立叶逆变换。
f（jω）是f（t）频谱密度函数，为复变函数，可以表示为：
23. 1）时域表达式为：
2）频域表达式为。
3）幅频特性如图2-19（b）所示：
4）相频特性如图2-19（c）所示：
a）时域波形 （b）幅频特性 （c）相频特性图2-19
24. 1） 频域表达式为：f（jω）
2）幅频特性如图2-20（a）所示：
3）相频特性如图2-20（b）所示：
a）幅频特性b）相频特性图2-20
25-27 （略）自己看书。
28. 拉普拉斯变换是研究时城与复频域（s 域）函数关系（变换）的一种数字方法。拉氏变换可以理解为一种广义的付里叶变换。
在电子技术中常遇到的指数函数、超越函数以及有不连续点的函数。
信号），它们经拉氏变换可变换成简单的裙等函数。对于非周期的具有不连续点的函数，若用经典法求解则比较繁琐，而用拉氏变换方法就很简单。因此拉氏变换在信号与系统分析中具有十分重要地位，它的主要缺点是物理概念被冲淡或掩盖。
29. 这两种变换定义的表示形式相似，它们的性质也有许多相同之处，概括而言，付里叶变换是研究信号时域与频域间相互关系（变换）的一种数学方法，而拉氏变换则是研究信号时域与复频域间相互关系的一种数学方法。付氏变换实际上是拉氏变换中取s=jω的一种特殊结果。
其主要优点是物理概述十分清楚，并便于将数学分析与实际测量相结合。
30.付里叶变换的频移特性即为：若时间信号f(t)乘以ejwt，则等效于f(t)的频谱f(w)沿频率轴右移w0，或者说在频域中将频谱沿频率轴右移w0 等效在时域中的信号乘以因子ejwt。
在电子技术中的调制与解调就是这一特性的典型应用。例如要将频率为1khz 的余弦信号cos2π×103t 的频谱搬移至1mhz 处，则将它乘以cos2π×106t 即可：
cos2π×103t-cos2π×106t=1/2cos2π（106+103）t+1/2cos2π(106-103)t
31. 对信号进行加工、变换、改造等的工作即为信号处理。其目的主要是为了更好传输、更方便分析、更有利应用，如：
要对弱信号进行放大，对强信号进行衰减，要选出有信号、滤除不需要的干扰与噪声，要对基带信号进行调制，以便于信道传输，要对模拟信号进行a/d 变换，以利于信息的智能化处理，要对数字信号进行加密与解密，以使知识产权得到保护，要对图像信号进行数据压缩，以降低其带宽和数据速率等等，所有这些工作都属于信号处理。
32. 由导线（或波导）将电源、元器件等按一定规则连接在一起，并能实现一定功能的装置即为电路。如能对信号进行放大的放大电路，能提供能源的220v 交流供电电路，能滤除干扰而被所需频率信号通过的滤波电路等等。
电路也称为电网络或网络，当研究一般性的抽象规律时多用网络一词，而讨论一些指定的具体问题时常称之为电路。
33. 由若干相互作用和依存的单元（电路）或设备，并按一定原理组合而成的具有某次功能的整体即为系统。
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