b. 系统并联

  如果将上面所述的两个系统,按如下的方式联接起来(图6-5所示),则称为是系统并联。显然,当两个系统并联时,有下面的关系式成立

  利用卷积运算对加法的分配律,可以将上式改写为

  这表明,当两个线性时不变系统并联时,新系统的单位冲激响应等于两个子系统各自单位冲激响应的和。

6-5 系统并联

  当然,系统之间还有其它的联接关系,但上面介绍的这两种是最基本的。掌握这些联接方式及其特点,既便于我们研究和分析系统,也便于我们设计满足特定要求的系统。

  (5)因果系统
  系统的因果性,我们在第一章里作了简要的介绍。所谓“因果性”,通俗地讲,就是“激励是产生响应的原因,响应是激励引起的后果”的一种特性。下面我们来看看满足这种特性的因果系统。
  若系统在某一时刻的响应只与此时间及其以前的系统输入有关,即激励是产生响应的原因,则此系统为因果系统。如果系统在某一时刻的响应(输出)与系统在此时间时刻之后的输入有关,则称此系统为非因果系统,这样的系统是不可实现的。

  对于线性时不变系统,它是因果系统的充要条件是:

  证明:(1)充分条件:

  若 ,则根据线性时不变系统激励与响应的关系,对于任意的激励x(n),系统产生的响应为

  这样,对于某一时刻系统的输入(响应)

  从上面的等式我们可以看出,某一时刻的系统输出 只与 有关,因此系统是因果系统。

     (2)必要条件:
  我们利用反证法来证明。对于一个已知的因果系统,我们假设n<0时h(n)不为零,则

  根据假设,上面式子中的第二个求和式将至少有一项不为零(为什么?,这也就是说,y(n)至少和m>n时的一个x(m)有关。显然,这是不符合因果性条件的(为什么?,所以假设是不能成立的。因此,n<0时h(n)=0就是一个必要条件。
     从上面的证明中我们知道,根据系统单位冲激响应的情况,可以判断系统是否是一个因果系统。这是一种从时域进行判断的方法。后面,我们还要从变换域来对此进行判断。这就要利用后面要学习到的传递函数的概念。