①信號的概念

超聲檢測利用的是超聲波，即在彈性介質(zhì)中傳播番的機(jī)械振動，要對這種振動與介質(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，即借助信號處理方法。因此，了解信號的相關(guān)知識十分必要。

一個(gè)信號f(t)或f(n)，它可以代表一個(gè)實(shí)際的物理信號: 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，如語音、圖像、地震信號、生理信號等，還是人工產(chǎn)生的信號經(jīng)自然的作用和影響而形成的信號，如通信信號、醫(yī)用超聲波信號和機(jī)械探傷信號等，它總是蘊(yùn)含一定的信息。因此可以說，信號是信息的表現(xiàn)形式，信息則是信號的具體內(nèi)容。

數(shù)學(xué)上，信號可以描述為一個(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。頻譜也是信號的描述方法之一，它是頻率的函數(shù)，可以與表示信號的函數(shù)和序列一一對應(yīng)。如果信號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信號的分類

從幾個(gè)不同的角度，可以對信號進(jìn)行以下分類:

1. 確定性信號和非確定性信號

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

2.周期信號與非周期信號

若一個(gè)信號f（t）滿足下面的關(guān)系：

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

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

有一類非周期信號比較特殊，它們并不是周期信號，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，這種信號稱之為準(zhǔn)周期信號。

3.時(shí)間連續(xù)信號與時(shí)間離散信號

在自變量的整個(gè)連續(xù)區(qū)間內(nèi)都有定義的信號是時(shí)間連續(xù)信號或連續(xù)時(shí)間信號，簡稱連續(xù)信號。需要說明的是，這里的“連續(xù)”指的是定義域，信號的值域可以是連續(xù)的，也可以不是連續(xù)的。

僅在一些離散點(diǎn)上才有定義的信號稱為時(shí)間離散信號或離散時(shí)間信號，簡稱離散信號。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f(n)，其信號源可能本來就是離散的。但在大部分情況下，時(shí)間離散信號是由時(shí)間連續(xù)信號經(jīng)過采樣后得到的，如3.4.1節(jié)所述。

4.模擬信號與數(shù)字信號

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

而數(shù)字信號是指定義域和值域均離散的信號，因此數(shù)字信號肯定是時(shí)間離散信號。數(shù)字信號一般都是通過把模擬信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到的。

以上僅是常見的幾種信號分類方法，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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