啁啾

啁啾（）是指頻率隨時間而改變（增加或減少）的信號。其名称来源于這種信號聽起來類似鳥鳴的啾聲。

定義

瞬時頻率 
當有一信號 ，其瞬時角頻率為

經適當歸一化所得瞬時頻率為

啁啾度 
對前兩式再求導，得到瞬時角頻率的變化速率為瞬時角啁啾度（）

類似有瞬時（普通）啁啾度（）為

分類

線性 

有種啁啾的瞬時頻率  呈線性變化，即有 ，其中

為常值。積分計算出，相位為  的二次函數：

從而信號在時域表示為

此種訊號又稱二次相位訊號。

傅立葉變換 
因為是實數輸入，所以其快速傅立葉轉換會是對稱於中心的

範例與應用

音頻訊號
在大自然中常常可以遇到啁啾信號，例如鳥叫聲、音樂的滑音、動物發聲的聲音（青蛙、鯨魚）以及人類語音，通常會使用正弦、餘弦的模型去表示之，而這樣的模型去做疊加即可模擬出許多大自然的訊號。

雷達與聲納系統
啁啾信號也常用於天然聲納系統的觀察，大多數種類的蝙蝠可以利用啁啾信號，直接控制回聲定位系統，這種情況也類似於人類的雷達與聲納系統，為了能夠測量長距離又保留時間的解析度，雷達需要短時間的派衝波但是又要持續的發射信號，啁啾信號可以同時保留連續信號和脈衝的特性，因此被應用在雷達和聲納探測上。

波物理學
低頻率的啁啾信號可用作觀察大氣層中之電離層的訊號。

機械與震動學
對於汽車發動、或是氣體點火室的頻率對時間變化量也會用到啁啾信號，除了音樂以外，在記錄震動的儀器中也常常會使用到、觀察到啁啾信號。

生物學和醫學
在生物醫學信號裡面，例如腦電圖（EEG）或是與懷孕有關的子宮（EMG）也會遇到許多與啁啾信號有關的相關訊號，進而去分析與探討受測體的生理情況。

臨界現象
在一些關鍵現象中，啁啾信號已經被證明與許多奇異行為有關，透過加速震盪的啁啾信號可以分析出地震、金融海嘯、投資泡沫等情況的徵兆。

參考資料

Steven W. Smith, Ph.D."The Scientist and Engineer's Guide to Digital Signal Processing",Chapter 11.
Time-frequency and chirps, Patrick Flandrin
Chirp Signal – Frequency Sweeping – FFT and power spectral density[3]

信號處理