初學信號與系統時,我們會指出課程關心的系統是線性時不變(LTI)系統。如果要我來說這門課程裡一以貫之的兩個關鍵詞,也的確非「線性」和「時不變」莫屬了。所以,大家一定要把系統「線性」和「時不變」概念理解清楚弄透徹了!
線性和時不變性
表1 系統的線性與時不變性
注意:表格中所涉及的系統響應都是指零狀態響應。
因果性
系統性質的討論還包括「因果性」、「穩定性」等。關於「因果性」我們結合Oppenheim書(第二版中譯本)上的一道習題的求解,對它做一個進一步的解釋。
1. 「因果性」的一般定義:
(該定義同時適用於連續時間系統和離散時間系統)
如果一個系統在任何時刻的輸出只取決於現在的輸入及過去的輸入,該系統就稱為因果(causal)系統。
2. 連續時間線性系統具有因果性的充要條件是:
對於任何 t0 和任意輸入f ( t ),若 t<t0 時
f ( t )為零,則對應的輸出 y ( t ) 在 t<t0 時也必定為零。
Oppenheim教材pp45的習題1.44要求對這一結論(充要條件)進行證明。該習題如圖1所示。
圖1 Oppenheim教材上的習題1.44
(注意:在該教材中連續時間輸入信號一般記作x(t))
習題1.44試解
(參考了網上的有關資料)
系統框圖
系統框圖作為描述系統的一種直觀方式有其重要的意義。一般要求大家掌握框圖與方程之間的相互轉換,這個轉換問題隨著學習的深入會變得比較簡單。目前大家主要應該搞清楚系統框圖的基本構成單元。
表2 構成系統框圖的基本單元
注意:這裡借用了Oppenheim教材的圖和信號表示法。
關於一階系統的系統方框圖表示,請參考以下連結(這裡仍然直接引用了Oppenheim教材的內容)。
一階系統的方框圖表示。
嘿,抬頭!
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