信号定义

信号 (Signal)

物理本质	随时间变化的物理量（电压、电流、电磁波）
核心变量	幅度 (A)、频率 (f)、相位 (φ)
基本分类	确定性信号 vs 随机信号
存在形式	连续时间信号 vs 离散时间信号

信号（Signal）是传递信息的载体。在电子工程领域，信号通常表现为随时间变化的电压 $v(t)$ 或电流 $i(t)$。从电磁兼容（EMC）的角度看，信号不仅包括我们需要的“有用信号”，也包括作为骚扰源存在的“噪声信号”。

信号的基本分类

1. 按确定性分类

• 确定性信号 (Deterministic Signal)： 可以用明确的数学函数（如 $A\sin (\omega t+\varphi )$）描述其在任何时刻的取值。
• 随机信号 (Random Signal)： 无法预测确切数值，只能通过统计特性（如均值、方差、功率谱密度）来描述。例如：电路中的热噪声、电刷火花干扰。

2. 按连续性分类

• 连续时间信号 (Analog Signal)： 在时间轴的连续区间内都有定义，通常称为模拟信号。
• 离散时间信号 (Discrete Signal)： 仅在某些离散的时间点上有定义。通常通过对模拟信号进行采样获得。

信号的关键特性指标

1. 幅度 (Amplitude)： 信号的强度。在 EMC 中，常用分贝（dB）表示，如 $\text{dB}\mu \text{V}$。
2. 频率 (Frequency)： 信号在单位时间内重复变化的次数。
   • 信号频率越高，波长越短，越容易通过空间耦合形成辐射干扰。
3. 相位 (Phase)： 描述信号在特定时刻所处的状态周期。
4. 上升时间/下降时间 (Rise/Fall Time)： 信号从低电平跳变为高电平所需的时间。
   • 重要定律： 信号的高频带宽主要取决于上升时间，而非开关频率。

信号与噪声的关系

在通信系统中，我们关注信噪比 (SNR)：

$SNR=10{\log }_{10}\left(\frac{P_{signal}}{P_{noise}}\right)\text{ dB}$

而在 EMC 领域，干扰本身就是一种“信号”。例如，开关电源产生的脉冲序列对于电源本身是控制信号，但对于周边的敏感电路则是需要抑制的传导干扰信号。

参见

• 采样定理
• 傅里叶变换
• 信噪比
• 信号完整性