什么是模拟信号、数字信号、连续时间信号和离散时间信号？

什么是模拟信号、数字信号、连续时间信号和离散时间信号？

信号是信息的载体，其分类方式多种多样。其中，根据时间和幅值的取值方式，信号可以分为连续时间信号、模拟信号、离散时间信号和数字信号。本文将通过一个温度曲线的例子，帮助读者更好地理解这些概念。

信号可定义为传载信息的函数，其自变量常取时间。其中，时间与幅值的取值方式均分为连续与离散两种，因此，组合起来，信号常分为以下四类：

1. 连续时间信号：时间是连续的，幅值是连续的或离散的；
2. 模拟信号：时间是连续的，幅值是连续的；
3. 离散时间信号：时间是离散的，幅值是连续的或离散的；
4. 数字信号：时间是离散的，幅值是离散的。

连续指的是变量的取值范围是连续的，离散指的是变量的取值范围是有限个离散的点。接下来举一个实际的例子来说明。

假设某地某天的最低气温是25°C，最高气温是29°C，根据不同的需求可以绘制出不同的温度曲线：

1. 二十四小时温度曲线，温度取整
   此时，时间的取值范围为24小时内的任意时刻，区间表示为[0,24)，是一个连续的区间，有无限个取值。温度的取值范围为{25,26,27,28,29}，只有离散的5个可能的取值。因此，在这种情况下，时间是连续的，温度是离散的，这样的信号为连续时间信号。

2. 二十四小时温度曲线
   此时，时间取值范围的区间表示为[0,24)，是一个连续的区间。温度取值范围的区间表示为[25,29]，也是连续的区间。因此，这种情况下，时间是连续的，温度是连续的，这样的信号也是连续时间信号，但有一个特殊的称呼：模拟信号。

3. 整点温度曲线
   此时，时间的取值范围为{0,1,…,22,23}，只有离散的24个可能的取值。温度取值范围的区间表示为[25,29]，是一个连续的区间，虽然温度的实际取值只有24个点，但每个点都有无限个可能的取值。因此，这种情况下，时间是离散的，温度是连续的，这样的信号为离散时间信号。

4. 整点温度曲线，温度取整
   此时，时间的取值范围为{0,1,…,22,23}，只有离散的24个可能的取值。温度的取值范围为{25,26,27,28,29}，只有离散的5个可能的取值。因此，这种情况下，时间是离散的，温度是离散的，这样的信号也是离散时间信号，但有一个特殊的称呼：数字信号。

以A/D转换为例，采样后，模拟信号变成了离散时间信号。量化后，离散时间信号变成了数字信号。