为什么积分器和微分器不是逆系统?

信息处理 卷积 线性系统 时域
2022-02-13 10:52:33

我有一个导致悖论的陈述,但我无法找到我错的部分。

积分系统

x(t)y(t)=tx(τ)dτ

是一个线性 时不变(LTI)系统。此外,微分器

x(t)y(t)=dx(t)dt

是一个线性时不变 (LTI) 系统,因为系统充当算子,而算子是 LTI。DD

积分器的逆系统是微分器,由于卷积的交换性,积分器必须是微分器的反函数,但这是错误的,因为给定输入级联的微分器和积分器产生相同的输出。换句话说,积分器无法检索输入的常数项。x1(t)=tx2(t)=t+5

那么,这个推理有什么问题呢?

1个回答

缺陷在于卷积是关联的假设。这仅在允许交换相应积分的阶数时才成立,这不是这里的情况,因为理想的积分器是一个不稳定(“边际稳定”)系统,在虚轴上有一个极点。

更直观地说,微分器在直流处为零,因此首先应用微分器将消除输入信号的任何直流分量,这显然无法恢复。

还可以看看这个对一个非常相关的问题的答案。