訊號與系統/第三章 連續時間系統之時域分析/3.4 零狀態響應-LTI系統之重疊積分

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零狀態響應(Zero-State Response)[编辑]


LTI系統之重疊積分(Superposition Integral)[编辑]

數學推導 :

    (1)利用單位脈衝函數的篩選特性(sifting property) ,任意輸入

訊號可表示成 :

    (2)經由LTI系統作用後的輸出

    (3)假設〝積分〞和LTI系統〝T〞的作用順序可對調,則

    (4)由於非時變的特性可知,


以系統物理特性推導 :

(1)由下圖可知,LTI系統的任意輸入訊號可用單位脈波函數所形成之階梯函數(stairstep function)來近似


其中

© Rodger E. Ziemer, William H. Tranter, D. Ronald Fannin, Signals & Systems: Continuous and Discrete, 4th ed., Prentice Hall International, 1998.


(2)明顯地,會趨近趨近為 0
(3)

注意 : 當時,替代

(4) 假設

(5)考慮LTI系統對的響應 : 假設

(線性系統滿足重疊定理)

(非時變特性)


© Rodger E. Ziemer, William H. Tranter, D. Ronald Fannin, Signals & Systems: Continuous and Discrete, 4th ed., Prentice Hall International, 1998.



(6)取




範例3.9[编辑]

系統輸入為,系統之單位脈衝響應為,求系統輸出


© Rodger E. Ziemer, William H. Tranter, D. Ronald Fannin, Signals & Systems: Continuous and Discrete, 4th ed., Prentice Hall International, 1998.




範例3.10[编辑]

考慮一系統的單位脈衝響應為,令輸入訊號為單位步階函數,試求系統的輸出
【解】

注意:此一輸出也稱為系統的單位步階響應(unit step response)





線性時變系統之重疊積分[编辑]

●非時變系統之單位脈衝響應:



●時變系統之單位脈衝響應:



可知: (1)(2)

(假設在輸入前,系統是rest)


●任意輸入訊號,則系統的響應(輸出)為: