訊號與系統

線性非時變系統(LTI system)

系統是任何「吃進一個輸入訊號、吐出一個輸出訊號」的東西——放大器、吉他效果器、會產生回音的房間。LTI 系統是其中特別乖巧的一類,同時具備「線性(Linear)」與「非時變(Time-Invariant)」,而它是整個學科最核心的概念,因為幾乎所有分析工具(摺積、轉移函數、頻率響應)都只對 LTI 系統成立。想像一台完美中性的高傳真音響:它不會無中生有新的音高,而且你今天放歌或明天放歌,它的表現完全一樣。

「線性」指它遵守疊加原理:輸入乘以 2,輸出就乘以 2;兩個輸入相加,輸出也相加(不會削波,不會冒出新頻率)。「非時變」指把輸入延遲,輸出就只是延遲同樣的時間——系統的特性不會隨時間漂移。最神奇的回報是:一個 LTI 系統只要一次量測就能完全描述,那就是它的脈衝響應 h(t);一旦你知道它對一記尖銳敲擊的反應,就能用摺積預測它對任何輸入的反應。

真實的放大器並非完美 LTI——推得太猛就會削波(非線性,產生諧波)或因發熱而漂移(時變)。LTI 是我們倚賴的理想化,因為它讓數學變得可解;工程師窮其職涯就在管理現實在哪裡破壞了這個假設。

又称
linear time-invariant system線性時不變系統