線性時不變系統的特徵訊號

2021-06-03 12:51:44 字數 589 閱讀 9947

線性時不變系統的特徵訊號

在一般的語言環境中,「特徵」指的是「一事物異於他事物的特點」,這種特點具有某種不變性,因而能很好地刻畫事物本身。華中科技大學老校長,中科院院士楊叔子先生在賞析北宋詩人王安石的名句「春分又綠江南岸,明月何時照我還」時,曾經提到詩中的「綠」字用得非常巧妙,因為「綠」是描述春天的特徵不變數,因而能很傳神地刻畫春天的特點。

在訊號處理的背景下,是否也有這麼乙個「特徵不變數」,來深刻地刻畫線性時不變(lti)系統的特點呢?答案是肯定的,這個「特徵不變數」,也就是我們所說的lti系統的特徵訊號,就是復正弦訊號。復正弦訊號是lti系統的特徵訊號,自然可以從數學上加以證明。但其也可更直觀地表示為,復正弦訊號通過乙個lti系統後,其頻率保持不變。因此這也可稱為lti系統的頻率不變性。這點,我們也可以看兩個生活中的例子。

如同時間一樣,頻率也是自然訊號的乙個基本屬性,而且人們通常希望在訊號的傳播、儲存等各個處理環節頻率保持不變。而lti系統又恰恰具備了頻率不變的特性。這正是lti系統之所以特別重要的原因所在。因此,很自然地,將訊號分解為多個復正弦訊號,然後研究系統對復正弦訊號的輸出,最後再將系統對多個復正弦訊號的響應疊加,就可以得到任意輸入訊號情況下系統的輸出。這是數字訊號處理的一種基本思維方式。

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