交換律

交換律

交換律是離散信號卷積和運算最常用的幾個基本運算規則之一,離散序列卷和運算滿足交換律,即兩序列卷和運算與卷和次序無關。

介紹


圖1 並聯與級聯複合系統
並聯與級聯複合系統
並聯與級聯複合系統
交換律是離散信號卷積和運算最常用的幾個基本運算規則之一,離散序列卷和運算滿足交換律,即兩序列卷和運算與卷和次序無關,即。
與連續信號卷積積分運算規則對照,離散序列信號卷積和運算也有相應的一些運算規則,不過卷積和的差分規則、累和規則用得很少,常用的離散信號卷積和運算的幾個基本運算規則是交換律,結合律和分配律。
卷和運算的交換律、結合律、分配律可仿照卷積運算的交換律、結合律、分配律推導過程證明成立,這裡應強調的是,結合律與分配律應用於系統分析時主要用來等效化簡複合系統:兩個子系統並聯組成的複合系統,其單位序列響應等於相併兩子系統單位序列響應的代數和。如圖1中(a)所示。兩個子系統級聯組成的複合系統,其單位序列響應等於相級聯兩子系統單位序列響應的卷積和,如圖1中(b)所示。

相關名詞


結合律

三個序列卷和運算,任意兩個序列先卷和運算,再與第3個序列作卷和運算,其運算結果等同,即。

分配律

兩個序列先行相加運算再與第3個序列做卷和運算,其結果等於這兩個序列分別與第3個序列先做卷和運算,然後二者再相加。即。

卷積和


卷積和定義

與連續時間信號的卷積積分相對應和類似,離散信號有卷積和的運算。其定義為。

卷積和性質

圖2
圖2
圖2
與卷積分的性質相對應和類似,卷積和也有一些同樣的性質,如圖2所示;

卷積和表

圖3 卷積和表
卷積和表
卷積和表
常用信號的卷積和如圖3所示;
求卷積和常用方法
(1)單位序列卷積和法;
(2)直接求累加和法;
(3)圖解法;
(4)解析法(配合查卷積和表);
(5)排表法;
(6)利用差分性質求。

性質


結合律

結合律和交換律密切相關著。結合律是指運算的順序並不會影響其最終結果。相對地,交換律則是指運算元的順序不會影響其最終結果的性質。

對稱

對稱可以和交換律有直接的關連。若將一個可交換運運算元寫成一個二元函數,則此一函數會對 y = x 這條線對稱。舉例來說,若設一函數 f 來表示加法(一可交換運算),所以 f(x,y) = x + y 。