• 线性相位FIR系统的单位脉冲响应


    对于线性相位FIR系统,其单位脉冲响应 (h(n)) 必定关于 (frac{N-1}{2}) 偶对称或奇对称,其中 (N)(h(n)) 的长度。如何解释这一现象,文本进行了一些推导。

    基本信号作用于系统

    当信号 (x(n)=e^{jomega_0 n}) 进入系统 (H(e^{jomega})) 后,得到输出是

    (y(n)=x(n)*h(n)=sum_limits{k}h(k)x(n-k)=e^{jomega_0 n}sum_limits{k}h(k)e^{-jomega_0 k}=H(e^{jomega_0})e^{jomega_0 n})

    可以看到,系统对输入信号的幅度和相位进行了调制,但是不会改变原有频率

    (H(e^{jomega})=|H(e^{jomega})|e^{jvarphi(omega)}),当 (H(e^{jomega})) 满足 (H(e^{-jomega})=H(e^{jomega})^*)

    那么对于信号 (x(n)=cos(omega n)),可以得到输出信号为 (y(n)=|H(e^{jomega})|cos(omega n+varphi(n)))


    基本信号作用于第一类线性相位系统

    如果一个离散时间系统 (H(z)) 的相频响应具有线性的特点,即:(H(e^{jomega})=|H(e^{jomega})|e^{-jkomega})

    那么当信号 (x(n)=cos(omega n)) 进入该系统后,得到的输出是 (y(n)=|H(e^{jomega})|cos(omega n-komega)=|H(e^{jomega})|cos(omega(n-k)))

    可以看到,信号 (x(n)) 进入系统后,被延迟了 (k) 个单位时间

    因此,(y(n)) 是关于 (n=k) 偶对称的


    基本信号作用于第二类线性相位系统

    如果系统 (H(z)) 的相频响应特点为 (H(e^{jomega})=|H(e^{jomega})|e^{j(frac{pi}{2}- komega)})

    那么当信号 (x(n)=cos(omega n)) 进入该系统后,得到的输出是

    (y(n)=|H(e^{jomega})|cos(omega n-komega+frac{pi}{2})= -|H(e^{jomega})|sin(omega n-komega) =-|H(e^{jomega})|sin(omega(n-k)))

    可以看到,信号 (x(n)) 进入系统后,不仅被延迟了 (k) 个单位时间,而且从余弦函数变成了正弦函数

    因此,(y(n)) 是关于 (n=k) 奇对称的


    单位脉冲信号的分解

    单位脉冲信号 (delta(n)) 的频谱恒为 (1),根据傅里叶反变换,可得

    (delta(n)=frac{1}{2pi}int_{-pi}^{pi} e^{jomega n} domega=frac{1}{2pi}int_{0}^{pi}(e^{jomega n}+e^{-jomega n})domega=frac{1}{pi}int_{0}^{pi}cos(omega n)domega)

    可以看到,(delta(n)) 可以分解为一系列 (cos(omega n)) 的组合


    单位脉冲信号作用于线性相位FIR系统

    FIR系统的单位脉冲响应 (h(n)) 的长度是有限的,设 (h(n)) 的长度为 (N),令系统的频率响应函数为

    (H(e^{jomega})=H_g(omega)e^{j heta(omega)}),其中 (H_g(omega)) 的取值范围是全体实数

    ( heta(omega)) 满足上述的两种线性相位特点时,系统对 (cos(omega n)) 的响应关于 (n=k) (奇/偶)对称,如果 (H_g(omega)) 取负值,那么就意味着原响应再做垂直翻转,这样系统响应依旧可以保持对称性。由于 (delta(n)) 可以分解为一系列的 (cos(omega n)),因此 (h(n)) 也是关于 (n=k) (奇/偶)对称的。

    此外,由于 (h(n)) 的长度是 (N),且是因果信号,因此 (h(n)) 只能在 (n=0,1,2,...,N-1) 上为非零值,所以 (h(n)) 的对称点为 (frac{N-1}{2})


  • 相关阅读:
    浮点数
    opencv笔记-GFTTDetector
    有向图与关联矩阵
    亚像素角点
    字符串格式化输出
    字符串表示与转换
    Bresenham算法
    罗德里格斯公式
    模型调参
    jave 逻辑运算 vs 位运算 + Python 逻辑运算 vs 位运算
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/bill-h/p/14241956.html
Copyright © 2020-2023  润新知