在数字信号处理中,信号是用数字序列来表示的。序列(sequence)是一组以序列号为自变量的有序数字的集合,表示了在对应的离散时间点上的信号样本值。
通过对模拟信号在时域进行等时间间隔采样,可以获得时间量化的离散时间信号 x ( nT )。 x ( nT )是一个有序的数字序列,其中 T 为采样周期, n 表示样点先后顺序。为了简化书写,采样周期 T 可以省略,直接表示为 x ( n ),即序列 x ( n )。
序列是离散时间信号在数学上的表示,其表示形式有两种:集合或函数的表示形式、序列图表示形式。
一个序列可以采用集合或函数的形式来表示,记作序列
其中 n 表示序列号, n 只能取整数,即 n ∈Z。需要说明一点,序列号 n 强调数的先后顺序,而淡化顺序所表示的物理意义。 x ( n )表示第 n 项的序列值。序列 x ( n )可以表示时间序列,也可以表示频域以及其他域上的一组有序数。 x 为序列名称,不同的序列用名称加以区分,如 x ( n )序列, y ( n )序列等。在序列表示时,序列名称、序列号以及序列值三个要素缺一不可,例如 x ( n )={1, 2, 3, 4},-2< n <3,即 x (-1)=1, x (0)=2, x (1)=3, x (2)=4,也可以表示成 。
如果序列值与序列号之间具有一定的运算关系或规律,序列可以用函数的形式来表示。如序列 x ( n )={1, 2, 3, 4},-2< n <3可以用函数表达形式写成 x ( n )= n +2,-2< n <3。
序列的函数表示形式给出了序列表示的闭合形式。
序列图是一种直观、形象的序列表示方式。序列图就是采用直角坐标系的形式表示序列。例如序列 x ( n )={1, 2, 3, 4},-2< n <3的序列图如图1—1所示。其中横坐标表示序列号 n , n 只在整数值时才有意义,在非整数时无意义(而并非为零值)。纵坐标表示序列 x ( n ),用有限长度的线段表示对应序列号 n 的序列值的大小。序列图也可以采用数轴的形式来简单地表示序列,如图1—2所示。
图1—1 坐标形式的序列图
图1—2 数轴形式的序列图