凡随时间变化的物理量即称为信号。若信号为电压、电流等,则称为电信号。信号一般情况下是时间变量t的函数。
信号随时间变量t变化的函数曲线称为信号的波形。
一.直流信号
直流信号也称为常量信号,其函数式为
其波形如图9.1所示。
图9.1直流信号 图9.2单边实指数信号
二.单边实指数信号
单边实指数信号的函数式为
(9.1)
其波形如图9.2所示。其中为实常数,可大于、等于、小于零。
单边实指数信号的一个重要特点是,在t=0时刻函数不连续,t=0-时刻,;t=0+时刻,
,即在t=0时刻,函数发生了跳变,由
跳变到了
。
称为信号
的初始值。
四.单位阶跃信号
单位阶跃信号用表示,其函数式为
(9.2)
其波形如图9.3所示。可见t=0时刻发生了跳变,从
跳变到了
。
单位阶跃信号具有“切除”作用。设为任意的时间信号,时间变量t的定义域为(-∞,∞),其波形如图9.3
所示,则将
和
相乘即得一新的信号
的波形如图9.3
所示。可见
具有单边特性,为一右单边信号。这就是
的“切除”作用。
图9.3单位阶跃信号及其切除作用
四.单位门函数
门宽为门高为1的单位门函数常用符号
表示,即
(9.3)
其波形如图9.4所示,其中
为门宽,且
>0。
图9.4单位门信号
单位门函数可以两个分别在t=-τ/2和t=τ/2出现的单位阶跃函数之差来表示,如图9.4、
所示。即
五.单位冲激函数
1.定义
单位冲激信号用表示,其函数式为
且
(9.4)
其波形如图9.5所示,即用一粗箭头表示,箭头旁标以(1),表示
图形的面积为1,称为单位冲激函数的强度,简称冲激强度。
单位冲激信号可理解为门宽为、门高为
的门函数
在
→0时的极限,如图9.5
所示。
图9.5单位冲激信号
推广:
⑴设为正实数,则有
其波形如图9.5所示。
(2)若冲激函数图形的面积(即强度)为A,则可写
且
其波形如图9.5所示,箭头旁标以(A)。
2.的性质
(1)设为任意有界函数,且在t=0与t=
处连续,其函数值分别为
和
,则有
(9.5)
即时间函数与单位冲激函数相乘,就等于单位冲激函数出现时刻
的函数值
与单位冲激函数相乘。
(2)抽样性(筛选性)
(9.6)
即任意时间函数与
相乘后在无穷区间(-∞,∞)的积分值,是等于单位冲激函数出现时刻
的函数值
。此即为
函数的抽样性,
或
即为
的抽样值。
(3)函数为一偶函数,即有
=
。
3.与
的关系
与
互为微分与积分的关系,即
或
(9.7)