信号与系统——信号的分解

首先我们要知道为什么信号要分解,信号分解了有什么用?

解释:首先我们要知道,当我们在生活中遇到的信号都是一些负载信号,对于这些信号来说,我们对分析它们很难,所以我们要将这些复杂信号简单化,这就有了信号的分解。

  • 信号分解为直流分量与交流分量

解释:信号的平均值即信号的直流分量。从原信号中去掉直流分量即得信号的交流分量。设信号为 gif.latex?f%28t%29 ,分解为直流分量 gif.latex?f_%7BD%7D 与交流分量 gif.latex?f_%7BA%7D%28t%29,表示为:gif.latex?f%28t%29%20%3D%20f_%7BD%7D%20+f_%7BA%7D%28t%29 。

假设此时间函数为电流信号,则在时间间隔 T 内流过单位电阻所产生的平均功率应为:

信号与系统——信号的分解_第1张图片

信号的平均功率 = 信号的直流功率 + 交流功率 

  • 信号分解为奇分量与偶分量

解释: 偶分量的定义为:gif.latex?f_%7Be%7D%28t%29%20%3D%20f_%7Be%7D%28-t%29

           奇分量的定义为:gif.latex?f_%7Bo%7D%28t%29%20%3D%20-f_%7Bo%7D%28-t%29

任何信号都可以分解为偶分量与奇分量两部分之和,所以可知:             gif.latex?f%28t%29%20%3D%20%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7D%5Cleft%20%5B%20f%28t%29+f%28t%29+f%28-t%29-f%28-t%29%20%5Cright%20%5D%20%3D%20%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7D%5Cleft%20%5B%20f%28t%29+f%28-t%29%20%5Cright%20%5D%20+%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7D%5Cleft%20%5B%20f%28t%29-f%28-t%29%20%5Cright%20%5D%20%3D%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7Df_%7Be%7D%28t%29%20+%5Cfrac%7B1%7D%7B2%7D%20f_%7Bo%7D%28t%29

信号与系统——信号的分解_第2张图片

信号与系统——信号的分解_第3张图片

 

信号的平均功率等于它的偶分量功率与奇分量功率之和。 

  •  信号可分为实部分量与虚部分量

解释:对于瞬时值为复数的信号 f(t) 可分解为实、虚两个部分之和 ,表达式为:gif.latex?f%28t%29%20%3D%20f_%7Br%7D%28t%29%20+%20jf_%7Bi%7D%28t%29 

其共轭复函数表达式为:gif.latex?f%5E%7B*%7D%28t%29%20%3D%20f_%7Br%7D%28t%29%20-%20jf_%7Bi%7D%28t%29

所以可得如下表达式:

20210325141003842.png

尽管实际所产生的信号都为实信号,但在信号分析理论中,常借助复信号来研究某些实信号的问题,它可以建立某些有益的概念或简化运算。

 

 

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