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卷积物理意义

发布时间: 2021-08-03 07:37:48

1. 数字信号处理中循环卷积的物理意义怎么解释

简单的说,线性卷积表示一个信号通过一个系统的输出,这个信号可以是无限长的,也可以是有限长的,可以的离散的也可以是连续的。
周期卷积和循环卷积都是针对离散信号而言的,周期卷积是无限长周期离散信号通过一个离散系统后的输出,循环卷积(也叫圆周卷积)是一个有限长序列通过一个数字系统后的输出序列,在计算这个序列之前,必须先定义卷积运算的点数,不然这个运算就无法确定,点数确定后就可以按照线性卷积的计算一样进行,不同的是结果的处理,例如,序列1 1 1 1和序列1 1 1的线性卷积结果是序列1 2 3 3 2 1,而这两序列的4点循环卷积结果是 3 3 3 3 ,5点循环卷积结果是 2 2 3 3 2.

2. 卷积和、卷积积分的物理意义是什么

对于初学者,我推荐用复利的例子来理解卷积可能更直观一些:

小明存入100元钱,年利率是5%,按复利计算(即将每一年所获利息加入本金,以计算下一年的利息),那么在五年之后他能拿到的钱数是,如下表所示:

相信通过上面这个例子,大家应该能够很清晰地记住卷积公式了。下面我们再展开说两句:

如果我们将小明的存款函数视为一个信号发生(也就是激励)的过程,而将复利函数视为一个系统对信号的响应函数(也就是响应),那么二者的卷积就可以看做是在时刻对系统进行观察,得到的观察结果(也就是输出)将是过去产生的所有信号经过系统的「处理/响应」后得到的结果的叠加,这也就是卷积的物理意义了。

3. 卷积的物理意义

卷积这个东东是“信号与系统”中论述系统对输入信号的响应而提出的。因为是对模拟信号论述的,所以常常带有繁琐的算术推导,很简单的问题的本质常常就被一大堆公式淹没了,那么卷积究竟物理意义怎么样呢?
卷积表示为
y(n) = x(n)*h(n)
使用离散数列来理解卷积会更形象一点,我们把y(n)的序列表示成
y(0),y(1),y(2) and so on;
这是系统响应出来的信号。
同理,x(n)的对应时刻的序列为x(0),x(1),x(2)...and so on;
其实我们如果没有学过信号与系统,就常识来讲,系统的响应不仅与当前时刻系统的输入有关,也跟之前若干时刻的输入有关,因为我们可以理解为这是之前时刻的输入信号经过一种过程(这种过程可以是递减,削弱,或其他)对现在时刻系统输出的影响,那么显然,我们计算系统输出时就必须考虑现在时刻的信号输入的响应以及之前若干时刻信号输入的响应之“残留”影响的一个叠加效果。
假设0时刻系统响应为y(0),若其在1时刻时,此种响应未改变,则1时刻的响应就变成了y(0)+y(1),叫序列的累加和(与序列的和不一样)。但常常系统中不是这样的,因为0时刻的响应不太可能在1时刻仍旧未变化,那么怎么表述这种变化呢,就通过h(t)这个响应函数与x(0)相乘来表述,表述为x(m)×h(m-n),具体表达式不用多管,只要记着有大概这种关系,引入这个函数就能够表述y(0)在1时刻究竟削弱了多少,然后削弱后的值才是y(0)在1时刻的真实值,再通过累加和运算,才得到真实的系统响应。
再拓展点,某时刻的系统响应往往不一定是由当前时刻t和前一时刻t-1这两个响应决定的,也可能是再加上t-2时刻,t-3时刻,t-4时刻,等等,那么怎么约束这个范围呢,就是通过对h(n)这个函数在表达式中变化后的h(m-n)中的m的范围来约束的。即说白了,就是当前时刻的系统响应与多少个之前时刻的响应的“残留影响”有关。
当考虑这些因素后,就可以描述成一个系统响应了,而这些因素通过一个表达式(卷积)即描述出来不得不说是数学的巧妙和迷人之处了。

4. 推导LTI连续时间系统卷积积分简述其物理意义

楼主可以参考这个幻灯片:http://wenku..com/view/caa058d233d4b14e8524682d.html

5. 卷积运算的实际意义是什么

信号处理是将一个信号空间映射到另外一个信号空间,通常就是时域到频域,(还有z域,s域),信号的能量就是函数的范数(信号与函数等同的概念),大家都知道有个Paserval定理就是说映射前后范数不变,在数学中就叫保范映射,实际上信号处理中的变换基本都是保范映射,只要Paserval定理成立就是保范映射(就是能量不变的映射)。
前面说的意思就是信号处理的任务就是寻找和信号集合对应的一个集合,然后在另外一个集合中分析信号,Fourier变换就是一种,它建立了时域中每个信号函数与频域中的每个频谱函数的一一对应关系,这是元素之间的对应,那么运算之间的对应呢,在时域的加法对应频域中的加法,这就是FT线性性的体现,那么时域的乘法对应什么呢,最后得到的那个表达式我们就把它叫卷积,就是对应的频域的卷积。
大家有何高见,都请发表一下

6. 在信号处理中,经常会用到卷积,请问卷积的几何意义是什么卷积为什么用途如此广泛,请详细介绍,谢谢

卷积法的原理是根据线性定常电路的性质(齐次性、叠加性、时不变性、积分性等),借助电路的单位冲激响应h(t),求解系统响应的工具,

系统的激励一般都可以表示为冲击函数和激励的函数的卷积,而卷积为高等数学中的积分概念。建议你去看看定积分的内容。特别注意的是:概念中冲击函数的幅度是由每个矩形微元的面积决定的。

中的说来卷积就是用冲击函数表示激励函数,然后根据冲击响应求解系统的零状态响应。

7. 卷积的物理意义

其实卷积积分应用广泛用在信号里面,一个是频域一个是时域

8. 褶积的物理意义是什么

时域褶积对应着频域乘积,所以其实褶积就是个滤波过程,褶积因子相当于滤波器。

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