冲击响应
信号处理领域术语
信号处理中,冲击响应,或冲击响应函数(IRF) ,一个的动态系统是其输出当与短暂的输入信号的,所谓的冲击。更一般地说,冲击响应是任何动态系统响应某些外部变化的反应。在这两种情况下,冲击响应都将系统的反应描述为时间的函数(或者可能作为参数化系统动态行为的其他自变量的函数)。
冲激响应简介
信号处理中,冲激响应(英语:Impulse response)一般是指系统在输入为单位冲激函数时的输出(响应)。对于连续时间系统来说,冲激响应一般用函数来表示,相对应的输入信号,也就是单位冲激函数满足狄拉克δ函数的形式,其函数定义如下:
并且,在从负无穷到正无穷区间内积分为1:
在输入为狄拉克δ函数时,系统的冲激响应包含了系统的所有信息。所以对于任意输入信号,可以用连续域卷积的方法得出所对应的输出。也就是:
对于离散时间系统来说,冲激响应一般用序列来表示,相对应的离散输入信号,也就是单位脉冲函数满足克罗内克δ的形式,在信号与系统科学中可以定义函数如下:
同样道理,在输入为时,离散系统的冲激响应包含了系统的所有信息。所以对于任意输入信号,可以用离散域卷积(求和)的方法得出所对应的输出信号。也就是:
实际应用
在实际系统中,不可能产生完美的冲动作为测试的输入;因此,有时使用简短的脉冲作为脉冲的近似值。假如脉冲响应与脉冲响应相比足够短,则结果将接近真实的理论脉冲响应。然而,在许多系统中,以非常短的强脉冲驱动可能会使系统进入非线性状态,所以系统被伪随机序列驱动,脉冲响应由输入和输出信号计算。
扬声器
展示这个想法的应用是在20世纪70年代开发的脉冲响应扬声器测试。扬声器受到相位不准确的影响,这与其他测量的特性(如频率响应)不同。相位不准确是由主要由被动交叉(特别是高阶滤波器)引起的(略)延迟的频率/八度引起的,但也是由共振,锥体中的能量存储,内部音量或外壳面板振动引起的。测量脉冲响应(这是“时间拖尾”的直接图)提供了一种工具,用于通过使用改进的锥体和外壳材料来减少共振,以及改变扬声器交叉。为了保持系统的线性,限制输入幅度的需要导致使用诸如伪随机最大长度序列的输入以及使用计算机处理来导出脉冲响应。
电子处理
脉冲响应分析是雷达,超声波成像和数字信号处理领域的一个主要方面。一个有趣的例子是宽带互联网连接。DSL /宽带服务使用自适应均衡技术来帮助弥补由用于提供服务的铜线电话线引入的信号失真和干扰。
控制系统
在控制理论中,脉冲响应是系统对狄拉克三角形输入的响应。这在动态系统的分析中证明是有用的。delta函数的拉普拉斯变换为1,所以脉冲响应相当于系统传递函数的拉普拉斯逆变换
声学和音频应用
在声学和音频应用中,脉冲响应能够捕获诸如音乐厅的位置的声学特性。各种各样的包裹可以包含来自特定位置的脉冲响应,从小房间到大型音乐厅。然后,这些脉冲响应可以用于卷积混响应用,以使特定位置的声学特性能够应用于目标音频。
经济学
在经济学中,特别是在当代宏观经济模型中,冲动响应函数被用来描述经济对于外生冲动的反应,经济学家通常称之为冲击,而且往往是在矢量自回归的背景下建模的。从宏观经济角度来看,经常被视为外生的冲动包括政府支出税率和其他财政政策参数的变化;变化在基础货币或其他货币政策参数;生产力或其他变化工艺参数;和喜好的变化,比如不耐烦的程度。冲动响应函数描述了冲击时和随后的时间点等内生宏观经济变量产出消费投资就业的反应。
参考资料
最新修订时间:2023-11-17 21:36
目录
概述
冲激响应简介
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