我以某种方式“证明”了给定任何 LTI 系统,其传递函数必须是恒定的。我错过了什么?
你基本上是对的:在单个频率点评估的频率响应是一个复杂的常数。请注意,输入信号的更好表示法是,强调只是一个任意但固定的频率,而不等于,后者通常用作傅里叶变换的自变量。所以你想出的常数就是。
除此之外,您的“证明”中的主要问题是您不能采用的拉普拉斯变换,因为它不存在。即使采用傅里叶变换——它确实作为一个广义函数存在——也无济于事,因为你得到了两个狄拉克脉冲的无意义分数。
当然,如果输入的傅里叶变换是(对应于时域输入),那么输出的傅里叶变换将是。但是,如上所述,您不能仅将这两个频域表达式相除以求出系统的频率响应。
如果您使用复指数作为输入,您可以在时域中除以找到一个特定频率的频率响应:如果,则和,这当然是一个通常的复数值常数。
请注意,通常具有傅里叶变换仅允许您确定系统在成立的频率下的频率响应,即通过计算。对于复指数,仅在单个频率处满足,因此,您可以仅在该单个频率处确定频率响应。
当 LTI 系统的输入是特征函数时,则:
其中是 LTI 系统的相关特征值;在特定频率下评估的传递函数:
这里不是传递函数,而是只有一个特征函数可以找到它的一个值。
但是,如果您使用本征函数的一般表达式,则输入为,输出将为这里假设 ; 一个常数,因此在分数表达式中你会发现。这里,常数实际上是未知变量 ...
请注意,特征值将是给定特定频率的复数常数。但是随着给定频率的变化,常数(通常)也会发生变化。它就像一个普通函数被视为特定值是一个相当不同的映射......
特征函数, 取决于参数,每个都有一个特定的特征值(可能不同)。所以对于任何线性算子(包括拉普拉斯),即使是形式上(不考虑存在),你也不能因式分解在 在总和之外,除非所有 是平等的。
如果它们相等,那么您确实会有一个恒定的传递函数。
为了使“跳跃太快”的可视化更加具体,我将把你最初的推理用于多项式。有点像:任何单项式除以是一个常数。多项式是单项式的总和,因此通过将多项式除以适当的幂,每个多项式都是一个常数 [这通常是错误的]