什麼是「衝激響應」?這樣講你該理解了!

2021-08-21 00:18:07 字數 1741 閱讀 6041

工科學生的課業重,學了一大堆的定理公式,卻不知道為什麼要學這些?學了又有什麼用?但是不學就得掛,考前依葫蘆畫瓢熟悉下例題解法,再從老師那裡套點題,對付著過了關,然後很快就忘掉。

快課終考試了我去做輔導,通過他們的問題,我發現有些學生對「衝激響應」及系統的概念並不清楚,於是我做了下面的講解。

你追求乙個摸不透心思的女孩子,通過一些舉動觀察她的反應。你送了一支玫瑰花,得到了她對你的乙個好感,玫瑰花就是「衝激」,她的好感就是「響應」。

你又送了一枝玫瑰,得到了她的又乙個好感,說明這個女孩的反應是可加的,即增加了「衝激」,其「響應」也同步增加。

你一次送了3枝玫瑰,她回報了3份好感,說明女孩的反應是齊次的,即成倍的「衝激」可換來成倍的「響應」。

你上午送了2枝玫瑰,下位送了3枝玫瑰,晚上約會時你就得到了她5份好感的回報,說明女孩的反應既齊次又可加。

齊次且可加的系統就是線性系統。如果女孩的反應跟時間無關,任何一天送5枝玫瑰都會得到5個好感度,那就是「時不變」的。既「線性」又「時不變」的系統就是線性時不變系統。

1枝玫瑰是最小的衝激單元,任何其它形式的衝激都可以換算成玫瑰數,例如一盒生日蛋糕相當於100枝玫瑰,當你需要得到她的100份好感時,送盒生日蛋糕就能心想事成。

而通訊系統中的「衝激」就相當於1枝玫瑰花,它載入到不同的線性時不變系統之後,會有不同的「響應」,「衝激響應」這對關係就是這個系**有的特徵。

那「衝激響應」有什麼用呢?請看下圖,任意形狀的輸入訊號,例如左側黑線訊號,都可以分解成無數個不同高度的衝激的累加,第1個紅色衝激的高度低於標準高度,當然它的紅色響應也成比例的矮化,為什麼是這樣呢?這是因為系統是齊次的。

綠色衝激和紫色衝激也是如此,然後輸出方把這些響應累加起來,為什麼能累加呢?這是因為系統是可加的。

你看出來了吧,衝激響應就是某個線性時不變系統的輸入輸出關係的基本特徵,任何形式的輸入訊號,都可以分解成無窮多個不同比例的衝激,而輸出就是相應的不同比例的響應的累加。然後,任何形式的訊號通過這個系統後會產生什麼樣的結果?我們就可以計算出來了。

再回到女孩例子,我們所有人都知道,這個世界上根本就不存在這種簡單透明的女孩,如果真有這樣的人,對任何形式的輸入,都能提前料定她的反應,那就是在跟機械人談戀愛,一點也沒有意思。

我們這些工科男啊,學的是線性時不變系統,做的也是線性時不變系統,例如手機。因為線性時不變系統就是可靠穩定的代名詞啊,手機系統對任何輸入的響應都是非常明確的,而且是時不變的,今天能用10小時,明天也能用10小時,如果明天只用了2小時就缺電關機,就會把你惹瘋。

長年的學習和工作,工科男必然會養成線性時不變的思維方式,我們可以設計出非常複雜的手機系統,卻摸不透女孩子的心思,一廂情願地做衝激的等比累加,期盼得到等比累加的響應,結果卻往往杯具,工科男傷不起啊~

系統衝激響應的理解

系統衝激響應的理解 從時域上來看,單位衝激訊號是乙個最簡單的訊號,任何複雜的訊號都可以很容易地以單位衝激訊號為基礎進行分解。在分解後的訊號中,要麼是單位衝激訊號乘以幅度,要麼是單位衝激訊號的時移訊號乘以幅度。而由lti的系統可知,輸入訊號的延遲或超前會導致輸出訊號相同的延遲或超前。因此,從時域的角度...

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