定義
普通函式
衝激函式的定義為:
單位衝擊函式
通常,單位衝激函式
滿足:(1)當 時,
(2)
單位衝激函式 又稱Dirac函式或者 函式。
註:單位衝激函式 並不是經典意義下的函式,而是一個廣義函式(或者奇異函式),它不能用通常意義下的“值的對應關係”來理解和使用,而是通過它的性質來使用。
廣義函式
選擇一類性能良好的函式 ,稱為檢驗函式 (它相當於定義域),一個廣義函式 對檢驗函式空間中的每個函式 賦予一個數值 的映射,該數與廣義函式 和檢驗函式 有關,記作 。廣義函式可寫為
衝擊函式 與檢驗函式的作用效果是從 中篩選出它在 時刻的函式值 ,這常稱為衝擊函式的取樣性質(或篩選性質)。簡言之,能從檢驗函式 中篩選出函式值 的廣義函式就稱為衝擊函式 。
性質
篩選性質
如果信號 是一個在 處連續的普通函式,則有
上式表明,信號 與衝激函式相乘,篩選出連續時間信號 在 時的函式值 ,可以理解為衝激函式在 時刻對函式 的一瞬間的作用,其值是衝激函式和 相乘的結果,瞬間趨於無窮大 。
取樣性質
如果信號 是一個在 處連續的普通函式,則有
衝激信號的取樣特性表明,一個連續時間信號 與衝激函式相乘,並在時間域 上積分,其結果為信號 在 時的函式值 。該式可以理解為衝激函式作用於函式 ,趨於穩態時最終作用的結果,即得到信號 在 時刻的值 。
導數性質
衝激函式的導數性質如下:
其證明如下:
尺度變換
衝激函式的尺度變換性質如下:
其推論明如下:
(1)
(2)
(3) 當 時,
(4) ,為偶函式
(5) ,為奇函式
套用
衝激函式可用於信號處理,通過衝激函式來表示複雜的信號,可以簡化對複雜信號的一些特性的研究。衝激函式及其延時衝激函式的線性組合來表示或逼近,再利用系統的迭加原理,可以通過簡單的信號如單位衝激函式的頻譜,以及頻域特性來討論比較複雜信號的頻譜。從而減少計算複雜信號頻譜的難度 。