關於卷積的一個實例


 

對於卷積的計算需要把握住兩個方向點,第一個是在n點處的累積范圍 , 第二個是用來做累積的變量的范圍。用下面的實例來說明:

例子1 : 

 求兩個信號的卷積?

    解 :

 xn和hn的圖像分別如下所示 : 

 

  這里需要分情況考慮他們各自的卷積過程分別是在 0<=n<=4 ; 5<=n<=6 ; 7<=n<=10 ; n為其他值的情況,這么分別考慮的原因是他們在這幾個范圍內的累加變量不一樣:

 

 

(1)、當  0<=n<=4 ; 對應於每一個n , 在k軸上的累加方位也是跟隨者n的值增加而增加的,所以:

      

       這個表達式表示了在對應n的情況下每一次的值,然后在上式對k的范圍做累積得:

     

 

 (2)、當 5<=n<=6時,也即x[n]和h[n]在xn的有效范圍之內都是相交的,所以對於k的累積范圍就是 0 <= k <=4

   

          

 

 (3)、當 7<=n<=10時,他們之間的有效相交范圍為 n-6 <= k <= 4;

  

   

    為了方便計算 , 令 r = k - n +6;則上式可以寫成

    

 

其他的n值y[n] = 0;

 

 

例子2:  關於連續信號的卷積計算,同樣需要確定他的積分范圍以及響應的數據

x(t) = 1 ; 0 < t < T

h(t) = t ; 0 < t < 2T

求解兩個信號的卷積?

同樣這個卷積也是要分段來求得,應為對於不同的段,他們的積分變量的上下限是不一樣的,該個主要分成為4段分別為:

0 < k < T ; T < k < 2T ; 2T < k < 2T;

他的輸入和響應圖像如下所示 : 

(1)、當 0 < k < T 時,x(k)與h[k]之間重疊的部分是根據t的變化而變化的,也就是說 0 < k < t;

      

  

 

(2)、當 T < k < 2T時,x(k)與h[k]之間重疊的部分是固定的0 - T,也就是說 0 < k < T;

   

        

(2)、當 2T < k < 3T時,x(k)與h[k]之間重疊的部分也是根據t的變化而發生變化的,也就是說 t-2T < k < T;

       

        

 

總結 : 

對於這一類的卷積和還是卷積積分,最主要的就是要先搞清楚他在任意n和t值上的卷積的積分上下限以及求和的范圍,有了這個范圍,在對相應的范圍做累積和和積分就可以了。

 

 

 

 

 

 

 

 

     

 

 

 

 

 

 

    

 

    

 

 

    

 

 

 

 

  

 

 

 


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