Імпульсна характеристика: означення і властивості


Опубликованно 17.02.2018 22:50

Імпульсна характеристика: означення і властивості

Імпульс є функцією без будь-якої підтримки часу. З диференціальними рівняннями використовується для отримання природного відгуку системи. Природним її відповіддю є реакція на початковий стан. Форсований відгук системи – це відповідь на вхід, нехтуючи її первинним формуванням.

Оскільки імпульсна функція не має якої-небудь підтримки часу, можна описати будь-початковий стан, що виникає відповідної зваженої величини, яка дорівнює масі тіла, виробленої на швидкість. Будь-яка довільна вхідна змінна може бути описана як сума зважених імпульсів. В результаті, для лінійної системи описується як сума «природних» відповідей на стану, представлені розглянутими величинами. Це те, що пояснює інтеграл. Імпульсна перехідна характеристика

Коли обчислюється імпульсна характеристика системи, по суті, проводиться природний відгук. Якщо досліджується сума або інтеграл згортки, в основному вирішується це вхід в ряд станів, а потім спочатку сформований відповідь на ці стани. Практично для імпульсної функції можна навести приклад удару в боксі, який триває дуже мало, і після цього не буде такого. Математично він присутній тільки в початковій точці реалістичної системи, яка має високий (нескінченну) амплітуду в цьому пункті, а потім постійно гасне.

Імпульсна функція визначається наступним чином: F(X)=?? x=0=00, де відповідь являє собою характеристику системи. Розглянута функція насправді є областю прямокутного імпульсу при x=0, ширина якого вважається рівною нулю. При x=0 висоти h та його ширини 1/h це фактичний початок. Тепер, якщо ширина стає незначною, тобто майже прагне до нуля, це робить відповідну висоту h величини, що прагне до нескінченності. Це визначає функцію як нескінченно високу.

Відповідь конструкції

Імпульсна характеристика наступна: всякий раз, коли системі (блоку) або процесору присвоюється вхідний сигнал, він змінює або обробляє його, щоб дати бажане вихідна попередження залежно від функції передачі. Відгук системи допомагає визначити основні положення, конструкцію і реакцію для будь-якого звуку. Дельта-функція є узагальненою, яка може бути визначена як межа класу зазначених послідовностей. Якщо приймати перетворення Фур'є імпульсного сигналу, то зрозуміло, що воно є спектром постійного струму в частотній області. Це означає, що всі гармоніки (у діапазоні від частоти до +нескінченності) сприяють даного сигналу. Спектр частотної характеристики вказує, що ця система забезпечує такий порядок посилення або ослаблення цієї частоти або пригнічує ці хиткі складові. Фазовий говорить про зрушення, що надається для різних гармонік частоти.

Таким чином, імпульсні характеристики сигналу вказують на те, що він містить у собі весь діапазон частот, тому використовується для тестування системи. Тому що, якщо застосовувати який-небудь інший метод сповіщення, то у нього не буде всіх необхідних сконструйованих деталей, отже, реакція залишиться невідомою. Реакція пристроїв на зовнішні фактори

При обробці оповіщення імпульсна характеристика являє собою її вихід, коли він представлений коротким вхідним сигналом, званим імпульсом. У більш загальному плані є реакцією будь-якої динамічної системи у відповідь на деякі зовнішні зміни. В обох випадках імпульсна характеристика описує функцію часу (або, можливо, як деякої іншої незалежної змінної, яка параметризирует динамічну поведінку). Вона має нескінченну амплітуду тільки при t=0 і нульову всюди, і, як випливає з назви, її імпульс i, e діє протягом короткого проміжку.

При застосуванні будь-яка система має функцію передачі від входу до виходу, яка описує її як фільтр, що впливає на фазу і зазначену вище величину в частотному діапазоні. Ця частотна характеристика з використанням імпульсних методів, виміряна або розрахована в цифровому вигляді. У всіх випадках динамічна система та її характеристика можуть бути реальними фізичними об'єктами або математичними рівняннями, що описують такі елементи.

Математичний опис імпульсів

Оскільки розглянута функція містить всі частоти, критерії та опис визначають відгук лінійної тимчасової інваріантної конструкції для всіх величин. Математично описується як імпульс, залежить від того, змодельована система дискретним або безперервним часом. Його можна моделювати як дельта-функцію Дірака для систем безперервного часу або як величину Кронекера для конструкції з перериваним дією. Перша являє собою граничний випадок імпульсу, який був дуже коротким з часу, зберігаючи свою площу або інтеграл (тим самим даючи нескінченно високий пік). Хоча це неможливо в будь-якій реальній системі, це корисна ідеалізація. У теорії аналізу Фур'є такий імпульс містить рівні частини всіх можливих частот збудження, що робить його зручним тестовим зондом.

Будь-яка система у великому класі, відома як лінійна, інваріантна в часі (LTI), повністю описується імпульсною характеристикою. Тобто для будь-якого входу вихід можна розрахувати в термінах введення і безпосередній концепції розглянутої величини. Імпульсне опис лінійного перетворення являє собою образ дельта-функції Дірака при перетворенні, аналогічний фундаментального рішенням диференціального оператора з приватними похідними.Особливості імпульсних конструкцій

Зазвичай простіше аналізувати системи, використовуючи передавальні імпульсні характеристики, а не відповіді. Розглянута величина являє собою перетворення Лапласа. Удосконалення вченим вихідного сигналу системи може бути визначена множенням передавальної функції на це введення в дію комплексної площині, також відомої як частотна область. Зворотне перетворення Лапласа цього результату дасть вихід у часовій області.

Для визначення виходу безпосередньо у часовій області потрібно згортка входу з імпульсною характеристикою. Коли передавальна функція і перетворення Лапласа введення відомі. Математична операція, що застосовується на двох елементах і реалізує третій, може бути більш складною. Деякі воліють альтернативу - множення двох функцій у частотній області.

Реальне застосування імпульсної характеристики

У практичних системах неможливо створити ідеальний імпульс для введення даних для тестування. Тому короткий сигнал іноді використовується в якості наближення величини. За умови, що імпульс досить короткий, порівняно з відгуком, результат буде близький до істинного, теоретичному. Однак у багатьох системах входження з дуже коротким сильним імпульсом може призвести конструкцію в нелінійний режим. Тому замість цього вона управляється псевдовипадковою послідовністю. Таким чином, імпульсна перехідна характеристика розраховується з вхідних і вихідних сигналів. Відгук, розглядається як функція Гріна, можна розглядати як «вплив» - як точка входу впливає на вихід.Характеристики імпульсних пристроїв

Колонки є додатком, яке демонструє саму ідею (була розробка тестування імпульсного відгуку в 1970-х роках). Гучномовці страждають від неточності фази, дефекту, на відміну від інших вимірюваних властивостей, таких як частотна характеристика. Цей недопрацьований критерій викликаний (злегка) затриманими коливаннями/октавами, які в основному є результатом пасивних крос-передач (особливо фільтрів більш високого порядку). Але також викликані резонансом, внутрішнім об'ємом або вібруванням панелей корпусу. Відгук – кінцева імпульсна характеристика. Його вимір забезпечило інструмент для використання у зменшенні резонансів за рахунок застосування поліпшених матеріалів для конусів і корпусів, а також зміни кросовера динаміків. Необхідність обмежити амплітуду для підтримки лінійності системи призвела до використання входів, таких як псевдовипадкові послідовності максимальної довжини, і до допомоги комп'ютерної обробки для отримання інших відомостей і даних.

Електронне зміна

Аналіз імпульсного відгуку є основним аспектом радіолокації, ультразвукової візуалізації і багатьох областей цифрової обробки сигналів. Цікавим прикладом можуть бути широкосмугове інтернет-з'єднання. DSL-послуги використовують методи адаптивного вирівнювання, щоб допомогти компенсувати спотворення сигналу і завади, введені мідними телефонними лініями, які використовуються для доставки послуги. В їх основі лежать застарілі ланцюга, імпульсна характеристика яких залишає бажати кращого. На зміну прийшли модернізовані покриття для використання Інтернету, телебачення і інших пристроїв. Ці удосконалені конструкції здатні поліпшувати якість, особливо з урахуванням того, що сучасний світ – це суцільне інтернет-з'єднання.Системи контролю

В теорії управління імпульсна характеристика являє собою відгук системи на вхід дельта Дірака. Це корисно при аналізі динамічних конструкцій. Перетворення Лапласа дельта-функції дорівнює одиниці. Тому імпульсна характеристика еквівалентна зворотного перетворення Лапласа передатної функції системи і фільтру.Акустичні і звукові додатки

Тут імпульсні відповіді дозволяють записувати звукові характеристики місця розташування, наприклад, концертного залу. Доступні різні пакети, що містять оповіщення від конкретних місць, від невеликих кімнат до великих концертних залів. Ці імпульсні відгуки можуть потім використовуватися в додатках реверберації згортки, щоб дозволити акустичним характеристикам конкретного місця розташування застосовуватися до цільового звуку. Тобто за фактом відбувається аналіз, поділ різних оповіщень і акустики через фільтр. Імпульсна характеристика в даному випадку здатна дати можливість вибору користувача.

Фінансова складова

В сучасному макроекономічному моделюванні функції імпульсного відповіді використовуються для опису того, як вона реагує з часом на екзогенні величини, які наукові дослідники зазвичай називають потрясіннями. І часто імітуються в контексті векторної авторегресії. Імпульси, які часто вважаються екзогенними, з макроекономічної точки зору включають зміни в державних витратах, ставки податків та інших параметри фінансової політики, зміни грошової бази чи інших параметрів капіталу і кредитної політики, зміни продуктивності або інших технологічних параметрів; перетворення в перевагах, такі як ступінь нетерпіння. Функції імпульсного відгуку описують реакцію ендогенних макроекономічних змінних, таких як вихід, споживання, інвестиції і зайнятість під час шоку та в наступні моменти часу.Конкретніше про імпульсі

По суті справи, струм і імпульсна характеристика взаємопов'язані. Тому що кожен сигнал може бути змодельований як серія. Це відбувається через наявність певних змінних і електрики або генератора. Якщо система є як лінійної, так і тимчасової, реакція приладу на кожен з відгуків може бути обчислена з використанням рефлексів розглянутої величини.


banner14

Категория: Студентам