群延時和相位延時

2021-08-15 04:34:42 字數 1366 閱讀 3578

翻譯自wikipedia

在訊號處理中,群延時是訊號通過裝置各個分量正弦波幅度經歷的延時,因此是各正弦波頻率的函式。相位延時,與幅度的延時相對照是各分量正弦波相位經過裝置的延時。

當訊號通過放大器,揚聲器或者傳輸媒介時所有頻率分量會產生延時。不同頻率分量相位延時是不同的除非裝置是線性相位(線性相位和最小相位容易混淆,他們是不同的)。延時變化意味著訊號包含的多個頻率分量將要遭受不同的失真因為在輸出端延時的量不同。足夠大的延時變化可能會導致問題例如聲音頻號保真度低或者從模擬載波解調數碼訊號導致isi。高速調製解呼叫自適應均衡來補償非恆包絡群延時。

介紹

群延時是測量時間失真的而有效方法,通過對被測裝置相位響應在頻率上做差分來計算。群延時是在任意給定頻率相位響應斜率的側量。群延時的變化導致訊號失真,就像線性相位的波動導致失真。

h(t)是時域脈衝響應,x(s),y(s),h(s)是輸入訊號,輸出訊號和脈衝響應的拉普拉斯變換。h(s)也叫做線性時不變系統的轉移函式,完全的描述了lti系統的輸入輸出特性。

線性時不變系統的輸出可以用如下方程描述:則}}

}更一般化的,對於轉移函式h(s)線性時不變系統假設單位幅度的複數正弦波進入系統

群延時和相位延時基於頻率的,可以根據相移phase shift φ來計算

線性相位:

線性相位指的是相頻響應φ(ω)為頻率ω的線性函式,數學表示:φ(ω) = a*ω + b

通俗解釋是:訊號經過濾波器後,各個頻率分量的延時時間都是一樣的。(此處如果理解著感覺矛盾,看下面群延時的解釋)

群延遲:

群延遲= -dφ(ω) / d(ω) = -a

「群延遲」(dφ(ω)/dω)就是相位對頻率的微分(導數)。若其是非常數,則波的各頻率分量隨著時間推移將各自散夥。而若其是個常數——k,則有:

cos(ω t + φ(ω)) = cos(ω t + k ω) = cos(ω(t + k))

表示波的各頻率分量延遲了時間 k,保持原形。

最小相位,線性相位,最小延時

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