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法律研究信号与系统 – 线性相位系统的对称冲激响应
无失真传输
当信号通过系统传输时，如果信号的形状发生了变化，则称为失真。如果系统的输出是输入信号的精确副本，则信号通过系统的传输称为无失真传输。
线性相位系统
为了实现信号通过系统的无失真传输，不应该存在任何相位失真，即系统的相位应该是线性的。对于线性相位系统，系统的冲激响应关于延迟时间$\mathit{(t_{d})}$是对称的。
证明
对于线性相位系统，我们有：
$$\mathrm{ \mathit{H\left ( \omega \right )\mathrm{=}\left |H\left ( \omega \right ) \right |e^{-j\omega t_{d}}}}$$
可以通过求逆傅里叶变换得到此类系统的冲激响应，即：
$$\mathrm{ \mathit{h\left ( t \right )\mathrm{=}F^{-\mathrm{1}}\left [H\left ( \omega \right ) \right ]\mathrm{=}F\left [ \left |H\left ( \omega \right ) \right |e^{-j\omega t_{d}} \right ]}}$$
因此，根据逆傅里叶变换的定义，我们有：
$$\mathrm{ \mathit{x\left ( t \right )\mathrm{=}F^{-\mathrm{1}}\left [x\left ( \omega \right ) \right ]\mathrm{=}\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\pi }\int_{-\infty }^{\infty }X\left ( \omega \right )e^{j\omega t}d\omega }}$$
$$\mathrm{\Rightarrow \mathit{h\left ( t \right )\mathrm{=}F^{-\mathrm{1}}\left [H\left ( \omega \right ) \right ]\mathrm{=}\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\pi }\int_{-\infty }^{\infty }\left [ \left |H\left ( \omega \right ) \right |e^{-j\omega t_{d}} \right ]e^{j\omega t}d\omega }}$$
$$\mathrm{\Rightarrow \mathit{h\left ( t \right )\mathrm{=}\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\pi }\int_{-\infty }^{\infty }\left |H\left ( \omega \right ) \right |e^{j\omega \left ( t-t_{d} \right )}d\omega }}$$
$$\mathrm{\Rightarrow \mathit{h\left ( t \right )\mathrm{=}\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\pi }\left [ \int_{-\infty }^{\mathrm{0} }\left |H\left ( \omega \right ) \right |e^{j\omega \left ( t-t_{d} \right )}d\omega \mathrm{+} \int_{\mathrm{0} }^{\infty }\left |H\left ( \omega \right ) \right |e^{j\omega \left ( t-t_{d} \right )}d\omega \right ]}} $$
$$\mathrm{\Rightarrow \mathit{h\left ( t \right )\mathrm{=}\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\pi }\left [ \int_{\mathrm{0} }^{\infty }\left |H\left ( \omega \right ) \right |e^{-j\omega \left ( t-t_{d} \right )}d\omega \mathrm{+} \int_{\mathrm{0} }^{\infty }\left |H\left ( \omega \right ) \right |e^{j\omega \left ( t-t_{d} \right )}d\omega \right ]}} $$
$$\mathrm{\Rightarrow \mathit{h\left ( t \right )\mathrm{=}\frac{\mathrm{1}}{\mathrm{2}\pi }\int_{\mathrm{0} }^{\infty }\left |H\left ( \omega \right ) \right |\left [ e^{j\omega \left ( t-t_{d} \right )} \mathrm{+} e^{-j\omega \left ( t-t_{d} \right )} \right ]d\omega}}$$
$$\mathrm{\mathit{\because \left ( \frac{e^{j\omega \left ( t-t_{d} \right )}\: \mathrm{\mathrm{+}} \: e^{-j\omega \left ( t-t_{d} \right )}}{\mathrm{2}}\right )\mathrm{=}\cos \omega \left ( t-t_{d} \right )}} $$
$$\mathrm{\mathit{\therefore h\left ( t \right )\mathrm{=}\frac{\mathrm{1}}{\pi }\int_{\mathrm{0}}^{\infty }\left | H\left ( \omega \right ) \right |\cos \omega \left ( t-t_{d} \right )d\omega}} $$
$$\mathrm{\mathit{\Rightarrow h\left ( t_{d}\:\mathrm{+} \:t \right )\mathrm{=}\frac{\mathrm{1}}{\pi }\int_{\mathrm{0}}^{\infty }\left | H\left ( \omega \right ) \right |\cos \omega t\; d\omega}}$$
以及：
$$\mathrm{\mathit{h\left ( t_{d}-t \right )\mathrm{=}\frac{\mathrm{1}}{\pi }\int_{\mathrm{0}}^{\infty }\left | H\left ( \omega \right ) \right |\cos \omega t\; d\omega}}$$
因此，我们有：
$$\mathrm{\mathit{h\left ( t_{d}\mathrm{+}t \right )\mathrm{=}h\left ( t_{d}-t \right )}} $$
因此，这证明了对于线性相位系统，系统的冲激响应ℎ(𝑡)关于延迟时间(𝑡𝑑)是对称的，并且是非因果的，即对于𝑡 < 0，ℎ(𝑡)不为零。
线性相位滤波器或系统的冲激响应ℎ(𝑡)的值在延迟时间处最大，即在𝑡 = 𝑡𝑑处，由下式给出：
$$\mathrm{\mathit{h\left (t \right )|_{max}\mathrm{=}h\left ( t_{d} \right )\mathrm{=}\frac{\mathrm{1}}{\pi }\int_{\mathrm{0}}^{\infty }\left | H\left ( \omega \right ) \right |d\omega }}$$
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