自相關 能量密度譜,互相關 互能量密度譜,系統識別

2021-09-02 22:38:11 字數 870 閱讀 4622

所以兩個訊號的互相關序列的傅利葉變換就是互能量密度譜

那麼顯然的,x 的自相關序列 就是把 互相關公式的 y 換成 x,之後再進行傅利葉變換,得到的就是 x 的能量密度譜。(類似地,也可以計算 y 的自相關序列 和 能量密度譜)

能量密度譜和互能量密度譜都是頻率 w 的函式,它體現了乙個訊號在各個頻率中所包含的有用資訊程度。

而我們應該知道,傅利葉變換 其實就是 z-變換在單位圓上的計算,即涉及到了系統之後,那麼這裡的互相關操作物件:x 就是輸入序列 和 y 就是輸出序列,另外增加乙個系統脈衝響應 h。接下來我們講講 x 和 y 的互自相關序列,x 的自相關序列 和 h 的頻域函式h之間的關係。

根據 卷積公式 和 相關操作 的關係,可知

也就是在頻域,相應的關係式為:

也就是:

所謂系統識別,就是求系統的頻率響應函式或系統的脈衝響應。

那麼式(3-4)給出的系統頻率響應函式可通過 輸出序列 y 和 輸入序列 x 的互能量密度譜 和 輸入序列 x 的能量密度譜 來求得。

此外,如果我們選擇輸入序列 x 使它的相關序列

當然,我們也可以使用 式(3-2)來求得 h(n) (卷積公式展開,使用遞推關係)。由此,我們也可以推知,其實直接使用輸入和輸出的卷積公式,對其展開後使用遞推,也可以求的 h 的值,需要具體情況具體分析。

本篇從互相關和互能量密度譜開始,推得自相關和能量密度譜的特殊例子,再從互相關和系統識別的角度講解了它們之間的關係,從而獲知互相關能量密度譜來求系統的頻率響應函式的知識。其實相關操作在許多領域有著舉足輕重的作用,比如它可以計算原訊號的週期性等等,這個還需要我們自己深入的理解和應用。

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