訊號與系統

訊號(signal)

訊號是任何隨時間(或空間)變化而攜帶資訊的量——你說話時抖動的空氣壓力、麥克風輸出的電壓、相機一排像素的亮度變化。想像紙上描出的一條心跳曲線:那條彎彎曲曲的線就是訊號,而這整個領域研究的就是如何讀取、重塑與傳送這些曲線。我們通常把訊號寫成 x(t),意思是「在每個時刻 t 的數值 x」。

訊號可分成幾個家族,而你選用哪種數學工具取決於它屬於哪一族。連續時間訊號 x(t) 在每個瞬間都有值(吉他弦發出的平滑類比波);離散時間訊號 x[n] 只在整數步階 n 上存在(電腦取樣後存下的一串數字)。訊號也分為週期性(永遠重複,如 50 Hz 的市電哼聲)與非週期性,以及確定性(可由公式預測)與隨機性(雜訊)。知道它屬於哪一族,就知道該用傅立葉級數、傅立葉變換還是統計來分析它。

x(t) = A·cos(2πf·t + φ)

初學者常見的混淆:訊號不等於「通道」或「電線」。電線承載訊號,但訊號本身是那個攜帶資訊的圖樣——同一段語音訊號可以化身為電壓、無線電波,或檔案裡的一串數字。

又稱
waveform波形