何为线性时不变系统!详解
通信系统中最重要的最基础的系统性质,线性时不变系统。接下来我们来解释一下,究竟何为线性何为时不变,他们的作用是什么,都可以得到相应的解答。
一、线性
通信系统中的线性不再是数学中坐标轴上的直线,也不是所有的直线都符合线性特征。
通信系统中的线性要满足一个条件。
举一个例子吧
对于左上图,横坐标加a 相应的函数值加f(a), 对于左下图,横坐标加b相应的函数值加f(b),
对于右图,当横坐标扩充a+b,函数值为f(a+b),我们可以看到(从颜色上) f(a+b)=f(a)+f(b)
因此该函数f(a) 满足线性
例子2:如下图
当一个函数值如下图所示,f(a+b) is not same as f(a)+f(b),so this system is not linear(线性)
为什么线性系统如此重要呢 ?
如果我们已知一个系统是线性系统,一旦你有了任何特定输入的输出,你就可以在不进行实际测试的情况下计算出所有其他输出。这就是线性系统的优点
比如 f(1)=2 你需要求解f(5)的值
f(5)=f(1+1+1+1+1)= f(1)+f(1)+f(1)+f(1)+f(1)=10.
二、时不变系统
用一句话概括时不变系统:如果你的系统是时不变系统,如果将相同的输入输入到系统中,无论何时将输入输入到系统中,都将获得相同的输出。如下图
因此我们要问一句为什么时不变系统如此重要呢?
那么我们还假设你的系统是时不变系统,你有一个确定的输入,你只需在知道某个时间下这个输入的所有特征。如果你明天还输入相同的输入,那么你的不用重新掌握它的特征。
如果你的系统是时变系统:
您投入了一定的投入,花了大量的时间和精力调查了投入的所有特征。但是您将无法重用结果,因为当您重用它时,时间不同,结果也会不同。就像。。。你有一台电脑。每次运行完全相同的程序时,都会得到不同的结果。
唯一可以重用结果的情况是进一步努力找出规则,以显示输出是如何随时间变化的。不幸的是,你不能保证你能找到规则。即使你很幸运找到了规则,你的系统模型也会非常复杂。
三、总结
线性系统,你知道一个确定的结果,你就知道其他所有的结果,
时不变系统,你的特定输入,其输出的结果不会随着时间而变化
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