单位样本序列

在数字信号处理中,我们利用各种基本序列进行分析。在本系列中,我们将看到这样的序列。其中一个基本序列是单位样本序列(参见关于单位样本序列的文章,单位步长序列,实值指数序列,复指数序列)

单位样本序列,也称为脉冲序列三角洲层序,是一个离散序列,由特定索引处值为1的单个样本组成,所有其他样本均为零。它通常被表示为离散时间脉冲函数或delta函数。

从数学上讲,单位样本序列可以定义为:

\[x[n]=\delta[n–n0]=\begin{cases}1&\quadn=n0\\0&\quaden\neqn0\end{casesneneneep

哪里:

  • \(x[n]\)表示索引处序列的值\(n\)。
  • \(δ[n]\)是离散时间脉冲函数或δ函数。
  • \(n_0)是脉冲发生的指数。在此索引中,\(x[n]\)的值为1,对于所有其他索引,\(x[n]\]的值为零。

此序列表示特定指数处的局部脉冲或突然变化。单位采样序列通常用于信号处理和系统分析,以研究系统对脉冲或突变的响应。它是表示和分析信号和系统的基本工具。

在蟒蛇中科学.信号.单位_脉冲函数可用于在SciPy中生成脉冲序列。对于一维信号,函数的第一个参数是生成unit_impulse所请求的样本数,第二个参数是偏移量(即,\(n_0\))

将matplotlib.pyplot作为plt导入将numpy导入为np来自scipy导入信号n=11#样本数n0=5#偏移(移位索引)imp=信号.unit_impulse(n,n0)#单位脉冲图=plt.figure()ax=图add_subplot(1,1,1)plt.stem(np.arange(0,n),imp,'r',markerfmt='ro',basefmt=`k')plt.xlabel(“样品编号”)plt.ylabel(r‘△[n-n0]$’)plt.title(“离散时间单位脉冲”)展示()
使用python生成的离散时间单位脉冲图
图1:离散时间单位脉冲

单位样本序列的应用

单位采样序列,也称为脉冲序列,在数字信号处理中有多种应用。以下是一些常见的应用程序:

系统分析:单位样本序列用于分析和表征系统的行为,如滤波器和信号处理器,以响应脉冲或突然变化。

卷积:单位样本序列在卷积的数学运算中至关重要,卷积用于滤波、信号分析和处理任务。

信号重建:单位采样序列用于使用脉冲采样和插值等技术从采样版本重建连续信号。

系统标识:单元样本序列可用于估计系统的脉冲响应,以便进行系统识别和建模。

这些只是单位样本序列在数字信号处理中各种应用的几个例子。它们是分析信号、表征系统和执行各种信号处理操作的基本工具。

工具书类

[1]Alan V.Oppenheim教授,第2讲:离散时间信号和系统,第1部分,RES.6-008,麻省理工开放式课程,2011年春季

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