①信號(hào)的概念

超聲檢測(cè)利用的是超聲波，即在彈性介質(zhì)中傳播番的機(jī)械振動(dòng)，要對(duì)這種振動(dòng)與介質(zhì)之間相互作用的結(jié)果進(jìn)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(hào)，即借助信號(hào)處理方法。因此，了解信號(hào)的相關(guān)知識(shí)十分必要。

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

數(shù)學(xué)上，信號(hào)可以描述為一個(gè)或若干個(gè)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(hào)的函數(shù)或序列表達(dá)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(hào)的描述方法之一，它是頻率的函數(shù)，可以與表示信號(hào)的函數(shù)和序列一一對(duì)應(yīng)。如果信號(hào)的頻譜不是恒定的而是隨時(shí)間變化的，那么還可以用“時(shí)頻表示”更加準(zhǔn)確地描述信號(hào)的頻譜分布和變化，它是時(shí)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(xué)原理。

②信號(hào)的分類

從幾個(gè)不同的角度，可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行以下分類:

1. 確定性信號(hào)和非確定性信號(hào)

若信號(hào)可以由某一確定的數(shù)學(xué)表達(dá)式所表示，或者信號(hào)的波形唯一確定，這種信號(hào)就是確定性信號(hào)。反之，如果信號(hào)具有不可預(yù)知的不確定性，則稱之為隨機(jī)信號(hào)或不確定性信號(hào)。對(duì)于確定性信號(hào)，當(dāng)任意給定一個(gè)自變量的值，就可以唯一確定其信號(hào)的取值；而對(duì)隨機(jī)信號(hào)，其取值卻是不確定的。

2.周期信號(hào)與非周期信號(hào)

若一個(gè)信號(hào)f（t）滿足下面的關(guān)系：

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

如果一個(gè)信號(hào)不是周期信號(hào)，那么它就是一個(gè)非周期信號(hào)。非周期信號(hào)可以看成是周期信號(hào)在周期為無窮大時(shí)的特例。

有一類非周期信號(hào)比較特殊，它們并不是周期信號(hào)，但是在一定時(shí)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(gè)周期內(nèi)的波形也只是相似而不是完全相同，這種信號(hào)稱之為準(zhǔn)周期信號(hào)。

3.時(shí)間連續(xù)信號(hào)與時(shí)間離散信號(hào)

在自變量的整個(gè)連續(xù)區(qū)間內(nèi)都有定義的信號(hào)是時(shí)間連續(xù)信號(hào)或連續(xù)時(shí)間信號(hào)，簡(jiǎn)稱連續(xù)信號(hào)。需要說明的是，這里的“連續(xù)”指的是定義域，信號(hào)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(diǎn)上才有定義的信號(hào)稱為時(shí)間離散信號(hào)或離散時(shí)間信號(hào)，簡(jiǎn)稱離散信號(hào)。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(gè)時(shí)間離散信號(hào)f(n)，其信號(hào)源可能本來就是離散的。但在大部分情況下，時(shí)間離散信號(hào)是由時(shí)間連續(xù)信號(hào)經(jīng)過采樣后得到的，如3.4.1節(jié)所述。

4.模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)

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

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

以上僅是常見的幾種信號(hào)分類方法，事實(shí)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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