验证线性时不变性

信息处理 线性系统
2022-02-03 07:29:45

我有一个形式的系统:

T(x(n))=x(n)+3x(n2)5x(n3)x(2n)

我声称

T(x(nk))=x(nk)+3x(nk2)5x(nk3)x(2n2k),
y(x(nk)=x(nk)+3x(nk2)5x(nk3)x(2n2k)

T(ax1(n)+bx2(n))=ax1(n)+bx2(n)+3(ax1(n2)+bx2(n2))5(ax1(n3)+bx2(n3))(ax1(2n)+bx2(2n)),
aT(x1(n))+bT(x2(n)))=ax1(n)+3x1(n2)5x1(n3)x1(2n)+ax2(n)+3x2(n2)5x2(n3)x2(2n)

因此,系统不是线性的,而是时不变的。我是否正确应用了公式?

1个回答

术语不是时间不变的:它给出了的偶数样本。将输入移动 1 个样本,您将得到奇数项,这与移动 1 位的偶数项不同。x(2n)x

你上面的推理是不正确的。您应该将(即原始输出,移动个样本)进行比较。T(x(nk))T(x(n))|nkk

编辑: 由于以下符号的滥用,这些类型的练习是常见的混淆来源:不是信号,而是信号的第 n 个样本,并且形式上是错误的。即使是 Oppenheim 的书在使用 LTI 系统和脉冲响应时也会犯这个错误。x(n)n

表示信号之间变换的正确方法如下:

为信号;是被审查的转换(系统);个样本的延迟。xyT{}Rk{}k

因此,通常您会将输入和输出信号之间的关系写为,其中涉及整个信号。在这些表达式中使用会将信号折叠为单个样本,这是错误的。并且等式两边具有相同的变量y=T{x}nn

对于所有整数,则系统是时间不变的Rk{T{}}=T{Rk{}}k

这就是为什么我在上面的例子中给出了奇偶样本,以避免在表达式n

现在,回到对每个样本计算为Ty[n]=x[2n]n

xk=Rk{x}yk=Rk{y}=Rk{T{x}}

处评估所有这些信号nxk[n]=x[nk]yk[n]=x[2n2k]

现在,样本,这与不同。T{xk}nxk[2n]=x[2nk]yk