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续为例,离散类似):YjωXjωHjω≮Yjω≮Xjω≮Hjω
即输出Yjω的幅度等于输入幅度乘以频率响应的幅度;相位角等于输入信号的相位角加上频率响应的相位角。
因此,Hjω一般称为系统的增益(gai
);≮Hjω一般称为系统的相移phaseshift。相移可以改变信号各频率分量之间相对的相位关系。
如果我们不希望系统对输入信号的幅度和相位的改变,则这样的改变称为幅度和相位的失真(distortio
s)
线性相位与非线性相位(Li
eara
d
o
li
earphase)
当系统相移≮Hjω是ω的线性函数时,则系统频域的相移对应时域的时移。例如Hjωexpjωt0显然有Hjω1,≮Hjω=-ωt0
显然这个系统产生的是信号的时移:ytxtt0
而如果系统的相移≮Hjω是关于ω的非线性函数,则输出信号相对应的原函数中各频率分量的相对相位将发生变化,这会使信号yt相对于xt发生很大变化。
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具有单位增益(即Hjω1)的系统称为全通系统(allpasssystem)。全通系统的特性完全是由它的相位特性决定的。
群时延Groupdelay
对于线性相移≮Hjω=jωt0φ,从时域上可以看作系统对输入信号xt有一个时延t0再乘上一个常系数expjφ,换言之,ytxtt0expjφ。显然这个时候,时移t0d≮Hjωdω
对于一般的系统而言,相移≮Hjω并非是ω的线性函数,对于不同的ω值,有不同的≮Hjω,自然我们可以把这个系统理解为对不同的ω有不同的时移。
物理意义在于,如果输入信号在频域上是一个窄带(即只在很小的一段频域ω1前后存在有效值),那么可以近似地把系统在该段频域的相移看作线性的。认为有≮Hjω≈φωα
换言之,对于一个存在于频率ω1前后的窄带信号,可以近似认为系统对于它有一个时延α。这个时延称为系统在ω=ω1时的群时延。
显然,对于位于不同的频率上的窄带信号,其近似的时延α也不相同。这个群时延的公式显然应当是系统的相移函数在ω的处的斜率:τωd≮Hjωdω
关于群时延的概念和定义,可以直接用上述公式表达。一般情况下ω不同,则该处的群时延τω也不同。可以理解为系统对于输入信号的不同频率分量进行不同的时移。
作为特殊情况,对于具有线性相移的系统≮Hjω=jωt0φ,τωd≮Hjωdω=t0是个常数,因此线性相移的系统的群时延是个恒定值,换言之线性相移系统是对整个输入信号进行相同的时移。
63Timedomai
propertiesofidealfreque
cyselective
fliters(理想频率选择滤波器的时域特性)
第三章介绍了频率选择滤波器。一r
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