信号与系统学习难点之冲激响应h(t)=0对系统因果性的判定

当我们学习到信号与系统的线性时不变系统这一章节时,发现对突然出现的单位冲激响应h(t)
有所疑惑,更疑惑的是“当满足h(t)=0(t<0),系统就具有因果性”这句话,那么接下我就
以我的经历“从惑到明”来解释它!

当满足h(t)=0(t<0),系统就具有因果性”,我们先看看这句话,然后我们再运用我们语文常用的伎俩来分解分析它:

①首先是h(t)即单位冲激响应,这是什么东西?我们用书本上的定义来描述它:所谓的单位冲激响应就是输入信号为单位冲激信号δ(t)所对应的系统输出,常用h(t)来表示。简而言之,h(t)就是输入为δ(t)的输出信号。

②那么我们再看第二点“因果性”,这就需要我们来了解什么是系统的“因果性”,它定义为:一个系统在任何时刻的输出只取决于现在及过去的输入,那么则称该系统具有因果性。说白了,就是说现在的输出信号只和现在的输入或者以前的输入有关,不可能和将来的也就是还没发生的输入信号有关。用一个例子来说明:
y(t)=x(t)输出为y(t),输入为x(t),在t=t0时刻时,y(t0)的值由x(t0)决定;当前时刻输出由当前时刻输入决定
y(t)=x(t-T)输出为y(t),输入为x(t),在t=t0时刻时,y(t0)的值由x(t0-T)决定;(T为正数)
当前时刻输出由当前时刻以前的输入决定
y(t)=x(t+T)输出为y(t),输入为x(t),在t=t0时刻时,y(t0)的值由x(t0+T)决定;
当前时刻输出由当前时刻以后的输入决定(显然这时输入是将来输入,故没法具有因果性)。

③最后我们看看核心点“满足h(t)=0(t<0)”,这从公式上就知道在t<0时,h(t)=0,然后我们再连接起δ(t)的知识,它是只在t=0处有值(此处可以这样认为),那么它作为输入信号进入系统,因为要使系统具有因果性,则输出只能和现在的输入或者以前的输入有关,也就是说δ(t)在系统只能延时或不变,绝不可以超前,此处延时就是h(t-t0)的数学公式,此处超前就是h(t+t0)的数学公式,转换成图像就是“左加右减”,延时h(t-t0)右移,超前h(t+t0)左移,而δ(t)它是只在t=0处有值,所以当使系统满足因果性时h(t)只可能在右边有值,左边不可能有值即为0。即当满足h(t)=0(t<0),系统就具有因果性

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