第一章:1.1.3 典型信号
這一部分我們介紹三個點,如圖所示
下面分別介紹
連續時不變特征信號
線性時不變(linear time-invariant)系統特征函數
這一系統的信號在微分和積分操作下,函數形式保持不變。對于這樣的函數我們稱之為該系統的特征函數。我們在理解時可以對比矩陣的特征值和特征向量
Ax=λx
A是某種操作,在這種操作下,特征值和特征向量保持不變。我們還可以想想指數函數,指數函數在微分下指數形式是保持不變的。
一個圖概括如下
對稱信號
我們在這里介紹的對稱信號實際上是一對,他們分別是高斯信號和抽樣信號
高斯信號
注意,高斯信號實際上是一個從負無窮到正無窮一直都存在的信號。但我們知道指數衰減是一種很快的衰減,因此我們可以認為整個信號有效值基本集中在3σ之間。
函數的性質如圖所示:
抽樣信號
如圖所示為抽樣信號的函數形式
函數的性質如下圖所示:
奇異信號
奇異信號介紹
奇異信號是指函數本身或者導數存在不連續點的信號
單位斜變信號
如圖所示,之所以稱斜變信號為奇異信號是因為他的導數是不連續的,負半軸為0正半軸為1.斜變信號有很多應用,最常見的就是老式電視的鋸齒形掃描函數。
多項式因果信號
與斜變信號對應的是多項式因果信號,這些多項式信號經過多次求導之后也會變為不連續的信號。
單位階躍信號
單位階躍信號是單位斜變信號求導而得出的結果.我們通常認為在0點處對應的幅值為0.5
單位沖擊信號
單位階躍信號再求導就得到了單位沖擊信號
單位沖擊偶信號
我們在單位沖擊信號的基礎之上再求導,就得到了單位沖擊偶信號。
最后我們用一張圖來概括一下這四類信號,他們之間的關系是逐一求導。
單位階躍信號的作用
他與其他信號相乘可以表示信號的起始和結束
也可以和自身相加減之后形成窗口信號,可以用窗口信號來截取別的信號。
下圖為截取信號
在窗口信號的基礎之上,我們可以進一步的形成分段信號,分段信號可以寫成窗口信號的組合
單位階躍信號還和符號函數有著密切的關系,如圖所示,二者實際上是滿足線性關系的。
連續時間奇異信號
雖然單位沖激函數是單位階躍函數的導數,但是不是很好理解,我們可以這樣理解。想象一個面積為1的長方形,當他的底為0的時候高度為無窮大。
因為單位沖激函數和狄克拉函數的定義一樣,所以我們有的時候也稱單位沖激函數為derda函數。
單位沖擊信號的數學特性
如圖所示,單位沖擊信號與任意信號的積分實際上是任意信號在零點的取值。
我們根據此公式反過來也可以證明沖擊信號,也就是滿足這個條件的信號就是沖擊信號。
他還有這樣的性質
如下圖所示,可以進行這樣的變換
最后我們總結一下沖激函數和沖擊偶函數的性質:
離散時間奇異信號
對于離散時間信號我們和連續時間信號比較著來學習如圖所示,二者之間可以相互轉化
如下圖所示,對于連續周期信號而言,他總是周期信號。但是對于序列信號不一定。
序列信號可以額看成是周期的包絡線信號和周期的脈沖信號的乘積。兩個周期信號的復合信號有可能是一個周期信號,也有可能是一個非周期的信號。對于序列信號來說,只有當他的頻率與π的比值為有理數的時候,他才是嚴格意義上的周期信號
對于連續周期信號我們知道隨著頻率的增加,他的波形變得越來越密。但是對于離散周期信號并不是這樣。如圖所示,隨著頻率的增加,它展現了一種周期性。
另外對于連續的單位沖擊信號,在0點的取值是無窮大,但是對于離散的信號序列而言是1.連續的單位階躍信號在0點的取值是1/2,離散的信號序列在0點取值是1
練習題
總結
以上是生活随笔為你收集整理的第一章:1.1.3 典型信号的全部內容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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