通信的基础是被称为正弦波的模拟信号，如图所示。正弦波之所以重要，不仅因为它们在各种情况下都能自然出现，还因为它们的数学运算简单。下图显示的是一个正弦变化的电压，但其他属性，例如电流、功率、压力等等，也可以以这种方式变化。



二、周期信号的定义

周期信号 ( Periodic signal) 是指以固定时间间隔重复的信号。周期信号可以表示为频率为信号基频整数倍的正弦函数之和。周期信号的基频是信号中存在的最低频率。

周期信号的特征在于其周期（即信号重复所需的时间）和频率（即信号在给定时间段内经历的循环次数）。周期信号中两个连续最大值（或任何其他对应点）之间的部分称为一个周期。一个周期的持续时间称为周期。一秒钟内的周期数称为频率。频率的单位是赫兹 (Hz)，其中 1 Hz = 每秒 1 个周期。设 f 为频率（单位为赫兹），T 为周期（单位为秒），则：

三、周期信号频谱的特点是什么？

周期信号（例如半波整流正弦波）由一系列基本正弦波组成。傅里叶系数随频率指数变化的函数图（如图所示）显示了信号的频谱。

“频谱”一词意味着独立变量（此处为 k）以某种方式与频率相对应。每个系数都与频率为 k/T 的正弦波直接相关。因此，如果我们对 1 kHz 正弦波进行半波整流，k=1 对应 1 kHz，k=2 对应 2 kHz，等等。

傅里叶频谱的一个微妙但非常重要的方面是它的唯一性：你可以从信号（分解）中找到频谱，也可以从频谱（合成）中找到信号。因此，信号的任何方面都可以从频谱中找到，反之亦然。信号的频域表达是其频谱。周期信号可以在时域（作为函数）或频域（作为频谱）中定义。

四、周期信号有哪些类型？

正弦波

正弦波是一种以恒定时间间隔重复出现的波形，其形状为正弦波，如下图所示。它是电子工业通信电路中最常用的信号。

方波

它是一种以恒定时间间隔重复出现的波形，形状为均匀的正方形，如下图所示。它是电子工业电路设计和分析中最常用的信号。

三角波

它是一种以恒定时间间隔重复出现的波形，形状为均匀的三角形，如下图所示。它是电子工业DC-DC转换器电路中最常用的信号。

锯齿波

锯齿波是一种以固定时间间隔重复出现的波形，形状呈锯齿状。它是减法模拟和虚拟模拟音乐合成器中最常见的信号，用于产生声音。




五、周期信号的特点

· 周期信号的一个重要性质是其周期性。周期信号之所以具有此性质，是因为它们在一段称为“周期”的恒定时间间隔后呈现出重复的模式。

· 周期信号的另一个重要性质是振幅。它是信号的最大绝对值，表示信号的幅度或强度。

· 我们可以将周期信号的频率定义为单位时间内的周期数。它是时间周期的倒数，以赫兹为单位。

· 周期信号的方向、形状或形态是另一个重要性质。常见的周期波形包括正弦波、方波、锯齿波和三角波。

六、什么是非周期信号？

通信的本质在于传递信息。然而，周期信号由于其可预测性，其信息传递的可能性有限。在接收到几个周期并确定其模式后，我们知道接下来的周期将完全相同。信号在开始时可能传达重要信息，例如火警警报，一旦听到声音就会立即采取行动。但是，如果信号的幅度、频率、相位或任何其他方面都保持不变，则几乎无法向接收者传递任何进一步的信息。因此，在实际通信中，完全周期性信号是例外。承载真实信息（例如语音、音乐或视频）的信号不会无限重复。

非周期信号（也称为非周期信号）与周期信号不同，它们不只有一个特定的频率。相反，它们分布在一个连续的频率范围内。例如，语音信号的频率范围从大约100 Hz到几千Hz（对于电话质量的语音，通常假设其频率范围为300 Hz到3400 Hz）。

七、非周期信号的定义

非周期信号 ( Non-periodic signal )是指不以固定间隔重复的信号。这意味着它没有基频，其频谱通常不由离散频率组成。非周期信号可以是连续的，也可以是离散的，可以是确定性的，也可以是随机的。非周期信号的例子包括白噪声、脉冲和任意波形。非周期信号在实际应用中很常见，例如语音、音乐和环境噪声。