0806信号(卷积公式、性质、求解方法)
豆豆and球球
2024年08月06日 18:35
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卷积图解法

卷积的作用是分解信号,根据卷积的定义式可以知道,卷积的本质是两个信号的平移一方然后取相乘后重叠部分的面积。(t>0时f1右移,t<0时f2左移,特别注意要选取两信号简单一方进行翻转平移移动,来简便运算)

例题1 网页链接​

卷积的重点是上下限的演变,一般进行分段处理。过程比较麻烦,但是处理简单图形较为方便,齐次当求取某一时刻的卷积值时,比较快捷,如例题2.

例题2 网页链接​

(注:两个矩形信号进行卷积的结果是梯形,两个完全相同的矩形信号进行卷积得出三角信号。)

卷积的计算性质

满足交换律,分配率,结合律,因为线性系统以及积分是线性运算,在复合系统中,并联是相加,级联是信号卷积

网页链接​

关于奇异信号的卷积性质:

注意和冲激偶的卷积是自身导数,和阶跃信号的卷积是自身积分,此性质在接下来的信号微积分性质有所应用。

卷积的微积分性质

微分对应信号函数与不同阶的冲激信号进行卷积,积分对应和阶跃信号进行卷积。根据 奇异信号的卷积性质+卷积积分的代数性质,可以把对整体的微积分运算分解成对单一信号的和奇异信号进行卷积的运算,然后根据现有公式结论,直接化简卷积积分运算。

证明过程网页链接​

微积分性质最重要性质:在一定条件下,可以把两个信号卷积的结果写成一个的微分卷积另一个的微分。

根据第三个性质可以简便卷积积分运算,比如和矩形信号进行卷积运算时,可以根据此性质把矩形信号f1微分为两个冲激信号的运算,再和另一个信号f2的积分进行卷积,利用奇异信号的卷积性质,大大简便了卷积运算。(一定要在满足条件的情况下进行使用!!!)

例题:网页链接​

卷积的时移性质

两个有延迟的信号进行卷积,等于对 原信号进行卷积后的结果 进行两个相加延迟

(我认为可以理解为先把两个信号分解为原信号卷积时移后的冲激信号,然后根据奇异信号的卷积性质和卷积线性性质,把两个冲激信号进行卷积,将两个延迟集中在一个冲激信号上,然后结合律先对两个原信号进行卷积,得出结果后冲激信号对结果进行卷积)

重点应用,上例式子第三项,一延迟一提前。第四项,两个延迟相加。

卷积常用公式

1.常数卷积为常数乘以信号净面积,由积分运算性质,常数可以直接提出积分运算,结果为常数乘以信号 *在负无穷到正无穷区间的积分*→信号在整个区间的净面积。

2,3.根据冲激信号卷积性质

4.与阶跃信号进行卷积,等同于将原信号在正无穷负无穷积分的上下限改变,例将上限变为t,卷积变为上限为t的对T的积分→信号对t的积分。

5,6,7,8。为同一类型

9,一个函数卷积还是周期函数。

(总结)卷积的求解方法

1.直接法:根据定义式。(最重要)

2.图解法

3.根据性质:往往和上两条结合(要利用重要公式)