Resposta ao impulso: definição e propriedades

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Resposta ao impulso: definição e propriedades
Resposta ao impulso: definição e propriedades
Anonim

Momentum é uma função sem suporte de tempo. Com equações diferenciais, é usado para obter a resposta natural do sistema. Sua resposta natural é uma reação ao estado inicial. A resposta forçada do sistema é a resposta à entrada, desprezando sua formação primária.

Resposta de impulso
Resposta de impulso

Como a função impulso não possui suporte no tempo, é possível descrever qualquer estado inicial decorrente da quantidade ponderada correspondente, que é igual à massa do corpo produzida pela velocidade. Qualquer variável de entrada arbitrária pode ser descrita como uma soma de impulsos ponderados. Como resultado, para um sistema linear, ele é descrito como a soma das respostas "naturais" aos estados representados pelas grandezas consideradas. Isso é o que explica a integral.

Resposta ao passo de impulso

Quando a resposta ao impulso de um sistema é calculada, em essência,resposta natural. Se a soma ou integral da convolução for examinada, essa entrada em vários estados é basicamente resolvida e, em seguida, a resposta inicialmente formada a esses estados. Na prática, para a função impulso, pode-se dar um exemplo de golpe de boxe que dura muito pouco tempo, e depois disso não haverá próximo. Matematicamente, está presente apenas no ponto inicial de um sistema realista, tendo uma amplitude alta (infinita) nesse ponto, e então desaparecendo permanentemente.

A função impulso é definida da seguinte forma: F(X)=∞∞ x=0=00, onde a resposta é uma característica do sistema. A função em questão é na verdade a região de um pulso retangular em x=0, cuja largura é considerada zero. Com x=0 a altura he sua largura 1/h é o início real. Agora, se a largura se tornar insignificante, ou seja, quase chegar a zero, isso faz com que a altura correspondente h da magnitude vá para o infinito. Isso define a função como infinitamente alta.

Resposta ao impulso do circuito
Resposta ao impulso do circuito

Resposta do projeto

A resposta ao impulso é a seguinte: sempre que um sinal de entrada é atribuído a um sistema (bloco) ou processador, ele o modifica ou processa para dar a saída de aviso desejada dependendo da função de transferência. A resposta do sistema ajuda a determinar as posições básicas, design e resposta para qualquer som. A função delta é uma função generalizada que pode ser definida como o limite de uma classe de sequências especificadas. Se aceitarmos a transformada de Fourier do sinal de pulso, fica claro queé o espectro DC no domínio da frequência. Isso significa que todos os harmônicos (variando de frequência a +infinito) contribuem para o sinal em questão. O espectro de resposta de frequência indica que este sistema fornece tal ordem de aumento ou atenuação dessa frequência ou suprime esses componentes flutuantes. Fase refere-se ao deslocamento fornecido para diferentes harmônicos de frequência.

Assim, a resposta ao impulso de um sinal indica que ele contém toda a faixa de frequência, por isso é usada para testar o sistema. Porque se qualquer outro método de notificação for usado, ele não terá todas as peças de engenharia necessárias, portanto, a resposta permanecerá desconhecida.

Reação dos dispositivos a fatores externos

Ao processar um alerta, a resposta ao impulso é sua saída quando é representada por uma breve entrada chamada pulso. Mais geralmente, é a reação de qualquer sistema dinâmico em resposta a alguma mudança externa. Em ambos os casos, a resposta ao impulso descreve uma função do tempo (ou possivelmente alguma outra variável independente que parametrize o comportamento dinâmico). Ele tem amplitude infinita apenas em t=0 e zero em todos os lugares e, como o nome indica, seu momento i, e atua por um curto período.

Quando aplicado, qualquer sistema possui uma função de transferência de entrada para saída que o descreve como um filtro que afeta a fase e o valor acima na faixa de frequência. Esta resposta de frequência comusando métodos de impulso, medidos ou calculados digitalmente. Em todos os casos, o sistema dinâmico e suas características podem ser objetos físicos reais ou equações matemáticas que descrevem tais elementos.

Resposta de impulso
Resposta de impulso

Descrição matemática dos impulsos

Como a função considerada contém todas as frequências, os critérios e a descrição determinam a resposta da construção linear invariante no tempo para todas as grandezas. Matematicamente, como o momento é descrito depende se o sistema é modelado em tempo discreto ou contínuo. Pode ser modelado como uma função delta de Dirac para sistemas de tempo contínuo, ou como uma grandeza de Kronecker para um projeto de ação descontínua. O primeiro é um caso extremo de um pulso que foi muito curto no tempo, mantendo sua área ou integral (dando assim um pico infinitamente alto). Embora isso não seja possível em nenhum sistema real, é uma idealização útil. Na teoria da análise de Fourier, esse pulso contém partes iguais de todas as frequências de excitação possíveis, tornando-o uma sonda de teste conveniente.

Qualquer sistema em uma grande classe conhecida como linear invariante no tempo (LTI) é totalmente descrito por uma resposta ao impulso. Ou seja, para qualquer entrada, a saída pode ser calculada em termos da entrada e do conceito imediato da quantidade em questão. A descrição do impulso de uma transformação linear é a imagem da função delta de Dirac sob transformação, semelhante à solução fundamental do operador diferencialcom derivadas parciais.

Características das estruturas de impulso

Geralmente é mais fácil analisar sistemas usando respostas de impulso de transferência em vez de respostas. A quantidade considerada é a transformada de Laplace. A melhoria do cientista na saída de um sistema pode ser determinada pela multiplicação da função de transferência por essa operação de entrada no plano complexo, também conhecido como domínio da frequência. A transformada inversa de Laplace deste resultado fornecerá uma saída no domínio do tempo.

Determinar a saída diretamente no domínio do tempo requer a convolução da entrada com a resposta ao impulso. Quando a função de transferência e a transformada de Laplace da entrada são conhecidas. Uma operação matemática que se aplica a dois elementos e implementa um terceiro pode ser mais complexa. Alguns preferem a alternativa de multiplicar duas funções no domínio da frequência.

Característica de transferência de impulso
Característica de transferência de impulso

Aplicação real da resposta ao impulso

Em sistemas práticos, é impossível criar um impulso perfeito para entrada de dados para teste. Portanto, um sinal curto às vezes é usado como uma aproximação da magnitude. Desde que o pulso seja curto o suficiente em comparação com a resposta, o resultado será próximo do verdadeiro, teórico. No entanto, em muitos sistemas, uma entrada com um pulso forte muito curto pode fazer com que o projeto se torne não linear. Então, em vez disso, é impulsionado por uma sequência pseudo-aleatória. Assim, a resposta ao impulso é calculada a partir da entrada esinais de saída. A resposta, vista como uma função de Green, pode ser pensada como uma "influência" - como o ponto de entrada afeta a saída.

Características dos dispositivos de pulso

Speakers é um aplicativo que demonstra a própria ideia (houve um desenvolvimento de testes de resposta ao impulso na década de 1970). Os alto-falantes sofrem de imprecisão de fase, um defeito em contraste com outras propriedades medidas, como resposta de frequência. Esse critério inacabado é causado por oscilações/oitavas (levemente) atrasadas, que são principalmente o resultado de conversas cruzadas passivas (especialmente filtros de ordem superior). Mas também causado por ressonância, volume interno ou vibração dos painéis da carroceria. A resposta é a resposta ao impulso finita. Sua medição forneceu uma ferramenta para usar na redução de ressonâncias através do uso de materiais aprimorados para cones e gabinetes, além de alterar o crossover do alto-falante. A necessidade de limitar a amplitude para manter a linearidade do sistema levou ao uso de entradas como sequências pseudo-aleatórias de comprimento máximo e o auxílio de processamento computacional para obter o restante das informações e dados.

resposta ao impulso finita
resposta ao impulso finita

Troca Eletrônica

A análise de resposta ao impulso é um aspecto central do radar, imagens de ultrassom e muitas áreas de processamento de sinal digital. Um exemplo interessante seriam as conexões de Internet de banda larga. Os serviços DSL usam técnicas de equalização adaptativa para ajudar a compensar distorções einterferência de sinal introduzida pelas linhas telefônicas de cobre usadas para entregar o serviço. Eles são baseados em circuitos desatualizados, cuja resposta ao impulso deixa muito a desejar. Foi substituído por uma cobertura modernizada para o uso da Internet, televisão e outros dispositivos. Esses designs avançados têm o potencial de melhorar a qualidade, especialmente porque o mundo de hoje é todo conectado à Internet.

Sistemas de controle

Na teoria de controle, a resposta ao impulso é a resposta do sistema à entrada delta de Dirac. Isso é útil ao analisar estruturas dinâmicas. A transformada de Laplace da função delta é igual a um. Portanto, a resposta ao impulso é equivalente à transformada de Laplace inversa da função de transferência do sistema e do filtro.

Aplicativos acústicos e de áudio

Aqui, as respostas de impulso permitem gravar as características do som de um local como uma sala de concertos. Vários pacotes estão disponíveis contendo alertas para locais específicos, desde pequenas salas até grandes salas de concerto. Essas respostas de impulso podem então ser usadas em aplicações de reverberação de convolução para permitir que as características acústicas de um local específico sejam aplicadas ao som alvo. Ou seja, de fato, há uma análise, separação de vários alertas e acústicas por meio de um filtro. A resposta ao impulso neste caso é capaz de dar ao usuário uma escolha.

Característica das correntes de impulso
Característica das correntes de impulso

Componente financeiro

No cenário macroeconômico atualAs funções de resposta ao impulso são usadas na modelagem para descrever como ela responde ao longo do tempo a quantidades exógenas, que os pesquisadores científicos comumente chamam de choques. E muitas vezes simulado no contexto de autorregressão vetorial. Os impulsos muitas vezes considerados exógenos de uma perspectiva macroeconômica incluem mudanças nos gastos governamentais, alíquotas de impostos e outros parâmetros de política financeira, mudanças na base monetária ou outros parâmetros de política de capital e crédito, mudanças na produtividade ou outros parâmetros tecnológicos; transformação nas preferências, como o grau de impaciência. As funções de resposta ao impulso descrevem a resposta de variáveis macroeconômicas endógenas como produto, consumo, investimento e emprego durante o choque e além.

Momentum específico

Resposta ao impulso do sistema
Resposta ao impulso do sistema

Em essência, a corrente e a resposta ao impulso estão relacionadas. Porque cada sinal pode ser modelado como uma série. Isto é devido à presença de certas variáveis e eletricidade ou um gerador. Se o sistema for linear e temporal, a resposta do instrumento para cada uma das respostas pode ser calculada usando os reflexos da quantidade em questão.

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