卷积的物理意义?
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/22 11:13:32
卷积的物理意义?
卷积的物理意义?
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.
有一个例子可以助你理
从o时刻开始往垃圾堆里倾倒一种放射性垃圾，输入速率f（t），即总量随着时间的变化率，但是垃圾会发生衰变，衰变常数为k，要求 t 时刻放射垃圾的总量，用积分表示这一结果，他就是f（t）*e的-k次方，输入率和衰变函数的卷积。...
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有一个例子可以助你理
从o时刻开始往垃圾堆里倾倒一种放射性垃圾，输入速率f（t），即总量随着时间的变化率，但是垃圾会发生衰变，衰变常数为k，要求 t 时刻放射垃圾的总量，用积分表示这一结果，他就是f（t）*e的-k次方，输入率和衰变函数的卷积。
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