离散时间系统的相位响应
生活随笔
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离散时间系统的相位响应
小編覺得挺不錯的,現在分享給大家,幫大家做個參考.
1.前言
時域采集的信號經過時頻變換方法都會落到頻域,表征頻域的特性兩個指標即可實現:幅頻特性,相頻特性。這樣我們不僅要思考一個問題,到底是系統的幅頻失真造成的后果嚴重,還是系統的相位失真造成的后果嚴重?下面我們可以用超聲波束合成的一個例子來解釋一下: 實驗中,我們發射一束超聲(假設為3MHz)掃描人體某個部位,那么反射回來的超聲波必定發生各種復雜的相位移動,并攜帶了人體的信息。當我們利用超聲收集裝置進行波束的收集時,就是信號通過離散時間系統的一個實例。我們現在要思考的就是頻率失真,相位失真都會造成什么現象? 如果發生幅度失真,這不過是信號的強度降低了,各個頻率組分仍在原來的相對位置,信號攜帶的信息是不變的。舉一個很有意思的例子,十個人在一起“搖擺”,搖擺啊搖擺~~~ ?如果,節奏不變,擺幅減小,這只不過是“視覺沖擊”下降了,我們至少還能看到,他們在搖擺~ 如果發生相位失真,這下可就糟糕啦。十個人剛才還好好的一起搖擺,突然間,大家擺動的速度(或節奏)變得有快有慢~~~~ ?滴滴滴滴滴!報警啦,群魔亂舞,這就是相位失真的危害力。 所以做系統的人,最擔心相位失真,他們更多的努力在于設計線性相位,保真原始信號。
原始信號
線性系統,無相位失真,有系統延時
2.線性相位與無失真輸出
輸出y(n)等于輸入x(n)在時間上k個采樣點的延遲,可見當系統具有線性相位時可以達到無失真輸出的目的.
3.實例
4.群延時對線性系統的表征
通過上面的例子,可以看出相頻特性對信號濾波后的影響及線性相位的重要性。
現在,定義系統群延時:
群延時是相位的導數,我們可以這樣理解,身高腿長不同的運動員在跑步,那么相同的時間內大家跑的距離肯定是不一致的。但是距離差與身高的比值這個常量是不變的。群延時也是借助了這個思想,不同頻率組份通過線性系統,各個組分造成的相位延時肯東是不一致的;但只要他們對頻率的導數保持一致,時移還是相同的。信號不會發生失真。 顯然,如果系統具有線性相位,即 它的群延遲為一時間常數k。因此,群延遲可作為相頻特性是否線性的一種度量,同時,它也表示了系統輸出的延遲。?
總結
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