1.1 信号定义

信号是指一个可测量的，能够以某种形式携带信息的，随时间变化的量。例如，语音是人们相互之间发送信息的声音信号；心跳信号（ECG）包含着一个心脏健康的信息（开/关状态）。

为了将一个真实的信号转换成一个合适的电压，或者从一个合适的电压转换成一个信号，要求在系统内必须包含传感器/驱动器及信号处理电路。例如，通过麦克风，将声音转化为相对应的电信号；通过压电陶瓷砖，将压力化为相对应的电信号；通过光传感器，将光转化为相对应的电信号；通过加速度传感器，将振动转化为相对应的电信号。

电压是一个传感器的输出，它是一个由传感器感应得到的模拟信号。根据电子系统处理信号的要求，大部分信号被转换为模拟电压，该电压信号是对被测量信号所携带信息的编码。例如，通过一个电极感知心脏的跳动，该电极会产生一个很小的电压（量级为10-6V），通过模拟集成运算放大器将该微弱电压信号放大。

语音信号使空气分子变得稀薄和收缩，通过一个麦克风来测量空气压力的变化，麦克风使用磁铁和线圈产生电压，这是对空气压力变化的真实反映，如图1.1所示。

图1.1 空气压力和电压的关系

从图1.1中可知，麦克风的振动膜连接到一个小磁铁上，当它移进或移出线圈时感应出电流。感应之后产生一个电压信号，或者使用某种形式的磁带记录器将电压记录下来。一旦感知了一个信号，随后就需要恢复这个信号。通过合适的驱动器和信号调理电路［如喇叭（声音）、发光二极管LED（光）和机械调节器（振动）等］实现这个目的。