訊號型別 – 矩形、三角形、符號、Sinc 和高斯函式


一個或多個自變數的單值函式,包含某些資訊,稱為訊號

基本訊號型別

有幾種基本訊號在訊號與系統研究中起著重要作用。這些基本訊號是構建更復雜訊號的基本構建塊。這些基本訊號也稱為標準訊號

矩形訊號

產生寬度為 τ(其中 τ = 1 表示單位矩形函式)並以 t = 0 為中心的矩形脈衝的訊號稱為矩形訊號。矩形訊號脈衝的高度也為 1。數學上,單位矩形訊號定義為:

$$\mathrm{\prod \left ( \frac{t}{\tau} \right )=\left\{\begin{matrix} 1\: 當\: \left | t \right |\leq \left ( \frac{\tau }{2} \right )\ 0\; 其他情況\ \end{matrix}\right.}$$

矩形訊號也稱為單位脈衝、門函式或歸一化矩形函式。此外,矩形函式是時間的偶函式。矩形脈衝訊號的圖形表示如圖 1 所示。

三角形訊號

圖形呈三角形的函式稱為三角形訊號。三角形訊號也稱為帽函式或帳篷函式。數學上,單位三角脈衝訊號 Δ(t/τ) 定義為:

$$\mathrm{\Delta\left ( \frac{t}{\tau} \right )=\left\{\begin{matrix} 1-\left ( \frac{2\left | t \right |}{\tau } \right )\; 當\left | t \right |< \left ( \frac{\tau }{2} \right )\ 0\; 當\left | t \right |> \left ( \frac{\tau}{2} \right )\ \end{matrix}\right.}$$

三角形訊號也是時間的偶函式。三角形訊號的圖形表示如圖 2 所示。

符號函式

符號函式是一個奇數學函式,它提取實數的符號。符號函式表示為 sgn。數學上,單位符號函式定義為:

$$\mathrm{sgn(t)=\left\{\begin{matrix} 1\; 當\: t> 0\ -1\; 當\: t< 0\ \end{matrix}\right.}$$

單位符號函式的圖形表示如圖 3 所示。

符號函式也可以用單位階躍函式表示如下:

sgn(t) = -1 + 2u(t)

Sinc 函式

Sinc 函式定義為:

$$\mathrm{sinc(t)=\frac{\sin t}{t}\: 當 -\infty< t<\infty}$$

根據定義,很明顯 sinc 函式以 2π 為週期振盪,並隨著時間 (t) 的增加而衰減。sinc 函式在 t = nπ 處的值為零,其中 n = ±1,±2,±3… sinc 函式也是時間的偶函式。

單位 sinc 函式的圖形表示如圖 4 所示。

高斯函式

高斯函式在機率論中非常有用。高斯函式定義為:

ga(t) = e-at2 當 − ∞ < t < ∞

單位高斯函式的圖形表示如圖 5 所示。

更新於:2021年11月11日

9K+ 次瀏覽

啟動您的職業生涯

完成課程獲得認證

開始學習
廣告