1 概念
信号的概念包括了声音物理特性、周期与非周期、谐波、采样定理、量化。主要就是描述什么是信号，什么是波形。
2 声音
从物理本质上来说，声音就是一种由于物体振动引起的"压力波"。
当物体（如声带或鼓面）振动时，它会不断挤压和拉伸周围的介质（空气、水或固体），形成疏密相间的机械波向四周扩散；当这种压力的波动传到你的耳膜并引起同样的振动时，大脑就会将其解析为声音。所以，声音既是能量的传递，也是一种信息的波动，而在没有介质的真空（如宇宙空间）里，无论振动多剧烈，声音都无法存在。
频率
用一个场景说明：
当你听到一个 1kHz（每秒振动 1000 次）的正弦音时：
源头： 喇叭纸盆每秒前后推拉 1000 次。
介质： 紧贴喇叭的空气分子被推挤，然后撞击邻近的分子，每一个分子都在自己的平衡位置附近每秒来回摆动 1000 次。
接收： 你的耳膜被这些分子撞击，也跟着每秒振动 1000 次。
所以，声音的频率 = 介质分子往复运动的频率。
下面是不同声音的频率表
振幅
振幅是指上面第一个图空气分子离轴的距离，振幅的单位是 "分贝(dB)"
常见的音量：
- 0dB，几乎静寂
- 40 ~ 50 dB，普通房间的本底噪声
- 50 ~ 60 dB，窃窃私语
- 60 ~ 75 dB，正常谈话
- 80 ~ 85 dB，最优秀的监听音量
- 90 dB，工厂车间噪声，长时间暴露在此音量中有损听力
- 100 dB，婴儿啼哭
- 110 dB，割草机工作噪声、车辆鸣笛
- 120 dB，人类听感痛阈，有损听力
- 140 dB，鼓槌从距离鼓皮 1 米处落下，强击军鼓
- 150 ~ 160 dB，喷气式飞机发动机噪声
相位
相位指的是波形上的某质点随波做周期运动时，在某瞬间所处的位置。它与频率有一定关系。
同相的两列波相遇时，振幅会叠加，音量提升；而两列波反相相遇时，相互会相互抵消，振幅衰减，使声音消失。这一个概念在现代设备中广泛使用，例如降噪耳机，或者车辆的消音器。
波长
波长就只和声速频率有关，声速固定，所以波长就之和频率相关了。。
谐波（音色的基础）
音符的丰满度和声音特点由谐波决定，我们常说，谐波决定音色。乐器的每一个音符，都有它的基本频率，即基波。而谐波，则是与基波 "混合" 在一起的。
基波就是纯的简谐波，但大多数声音除了基波之外，还包含更多频率。在音乐里，乐器的音色由基波和这种乐器独有的谐波组合而成。这也就是为什么各种乐器在弹奏同一个音符时，却有着不同的听感。音色柔滑的乐器，如长笛，由它演奏的音符的基波所激发的谐波要少一些，这使得基波本身听上去更为明显。音色更具棱角的乐器，如小号，声音中暗含更多谐波，而其基波就显得不那么突出了。
谐波的计算也非常简单。例如你在演奏低音提琴上的低音 E，这个音符的基波大约是 41 Hz，通过把这个数字简单地乘以2、3、或者 4 等，我们就可以简单的算出几个谐波频率：82Hz，2次谐波；123Hz，3次谐波；164Hz，4次谐波。
所有的乐器（声管、琴弦、板材）本质上都是一个滤波器。它们只允许那些能"站得住脚"的频率存在。钢琴的弦、小提琴的丝、甚至你说话的声道，其物理尺寸决定了它们只能承载基波及其整数倍的振动。只有像钟、锣或者鼓这种不规则形状的打击乐器，会产生非整数倍的成分（泛音），所以它们的听感总是"空灵"或者"嘈杂"的，不像钢琴那样有明确的音高。
不同谐波下的声音波形：
而音色的最终构成，除了谐波，还有：
谐波的种类和强弱（最核心）
包络（Attack / Decay / Sustain / Release）
噪声成分（气声、擦弦声）
非整数倍频（非谐波）
声音的数字化
采样是在接收的ADC端进行采样，实际对应的是传播的能量的变化，对应的就是传感器的电压变化。这个也就是时域。
3 时域和频域
在信号处理中，有个经常出现的概念就是时域和频域。
时域就是"信号随时间的变化"。就像示波器上的波形。横轴是时间，纵轴是电压（或者振幅）。
频域，频域就是"信号由哪些频率组成"。同样是那段乐曲，频域图像告诉你：里面有一个 100Hz 的大鼓在咚咚响，还有一个 5000Hz 的小提琴在拉。
时域和频域，一个最形象的类比：奶昔与配方
时域就是"奶昔"： 拿在手里是一杯混合物。你喝了一口（采样），知道它现在是甜的还是酸的，但你看不清里面到底加了多少草莓、多少香蕉。
频域就是"配方"： 它把奶昔拆开了。它告诉你：这杯东西 = 2 颗草莓 + 1 根香蕉 + 500 毫升牛奶。
还有一个例子就是二进制和源代码。
时域约等于二进制（执行层），频域约等于源代码（逻辑层），在这里，FFT（快速傅里叶变换）： 相当于编译。把杂乱无章的二进制（时域波形）还原成清晰可见的源代码（频率成分）。IFFT（逆变换）： 相当于编译。当你改好了源代码（调整好了频率），你得把它重新编译成二进制（时域信号），音箱才能读懂并播放出来。